تسمه: نوار باریک و بلندی از جنس فلز یا مواد دیگر
تسمه از چه چیزهایی درست میشود؟
تسمه مانند یک نوار بلند و نازک است. جنس آن میتواند فلز باشد (مثل تسمه فولادی) یا از مواد دیگر مثل چرم، پارچهی محکم، لاستیک و پلاستیک. در خانه، تسمه را در بستن جعبههای بزرگ میبینید. در کارخانهها، تسمهها روی چرخها میچرخند و نیرو را جابهجا میکنند. در جدول زیر چند نمونه از تسمهها و جنس آنها را مقایسه کردهایم.
| نوع تسمه | جنس | یک مثال ساده |
|---|---|---|
| تسمه فلزی | فولاد یا آلومینیوم | بستن تیرآهن در کامیون |
| تسمه لاستیکی | لاستیک با نخ پارچه | تسمهی پروانه (چرخ خودرو) |
| تسمه چرمی | چرم طبیعی | کمربند لباس و کیف مدرسه |
تسمه در ماشینها: انتقال نیرو با نوار
یکی از مهمترین کارهای تسمه، جابهجا کردن نیروی چرخش است. فرض کنید دو چرخ داریم: چرخ اول به موتور وصل است و میچرخد. اگر یک تسمه را دور هر دو چرخ ببندیم، چرخ دوم هم میچرخد. در کارخانهها، ماشینهای لباسشویی و حتی دوچرخههای ثابت ورزشی از این قانون استفاده میشود. نکته هرچه تسمه سفتتر باشد، نیروی کمتری هدر میرود.
فرمول ساده برای طول تسمه بین دو چرخ
گاهی مهندسان میخواهند طول تسمه را پیش از بریدن حساب کنند. اگر فاصلهٔ مرکز دو چرخ برابر $C$ باشد و شعاع چرخ بزرگ $R$ و شعاع چرخ کوچک $r$ باشد (همه به یک یکا مثل متر)، یک فرمول تقریبی به شکل زیر است:
در این فرمول: $L$ طول تسمه، $\pi \approx 3.14$ عدد پی است. به عنوان مثال، اگر $C=1$ متر، $R=0.2$ متر و $r=0.1$ متر باشد، طول تسمه تقریبی برابر است با:
کاربرد روزمره: تسمه در کیف و کمربند و بستهبندی
شاید هر روز تسمه ببینید اما به آن توجه نکرده باشید. بند کیف مدرسه که روی شانه شما قرار میگیرد، یک نوع تسمه پارچهای است. کمربند شلوار از چرم یا پارچه، دوباره یک تسمه است. در فروشگاهها، جعبههای بزرگ را با تسمههای پلاستیکی (نوار پلاستیکی با چفت فلزی) میبندند تا باز نشود. حتی تسمه فلزی روی ساعت مچی، ساعت را به دست شما متصل میکند. همهی اینها مصداق «نوار باریک و بلند» هستند.
چالشهای مفهومی
۱) اگر تسمه خیلی شل باشد چه اتفاقی میافتد؟
تسمه شل روی چرخ میلغزد و نیرو را خوب منتقل نمیکند. در دوچرخهی ثابت، پدالها سخت میچرخند و صدای تقتق میآید. باید تسمه را سفت کنند تا چرخش نرم شود.
۲) آیا تسمه فلزی میتواند مانند کمربند پوشیده شود؟
خیر، تسمه فلزی سفت و سنگین است و به بدن آسیب میزند. کمربند باید از چرم یا پارچه درست شود تا نرم و انعطافپذیر باشد. برای بستن بار کامیون از تسمه فلزی استفاده میکنند چون خیلی محکم است.
۳) چرا برخی تسمهها سوراخ دارند؟
سوراخها به تنظیم طول تسمه کمک میکنند. مثلاً کمربند چند سوراخ دارد تا بتوانید آن را گشاد یا تنگ کنید. در تسمههای فلزی هم سوراخ وجود دارد تا پیچ از آن عبور کند و دو قطعه را به هم ببندد.
تسمه یک نوار باریک و بلند با جنسهای گوناگون (فلز، لاستیک، چرم، پارچه) است. تسمه نیروی چرخش را از چرخی به چرخ دیگر میبرد، بستهبندی را محکم میکند و در وسایل روزمره مثل کیف و کمربند دیده میشود. با فرمول تقریبی $L \approx 2C + \frac{\pi}{2}(R+r) + \frac{(R-r)^2}{2C}$ میتوان طول تسمه را حساب کرد. تسمه شل باعث لغزش و تسمه سفت باعث انتقال بهتر نیرو میشود.
پاورقی
¹ تسمه (Belt): نوار انعطافپذیر برای انتقال نیرو یا بستن اشیاء.
² عدد پی (π): نسبت محیط دایره به قطر آن، حدود $3.14159$.
³ چرخ (Pulley): قطعهای مدور که تسمه دور آن میچرخد و نیرو را منتقل میکند.
⁴ فرمول تقریبی طول تسمه (Approximate Belt Length Formula) در حالت باز (open belt) برای دو قرقره با شعاعهای متفاوت.
