بحث حول الآلات البسيطة للسنة 4 متوسط
ما هي الآلة البسيطة؟؟
التعريف : هي أداة صلبة تستعمل للقيام بأعمال مختلفة، وفيها تستخدم قوة عند نقطة معينة تسمى (الجهد) للتغلّب على قوة أخرى تؤثر عند نقطة أخرى مختلفة تسمى ( الحمولة ).هنالك ستة أنواع أساسية من الآلات البسيطة:
1- الرافعة .Lever
ومن الأمثلة على الروافع: العتلة , المقص , الزرّادية , الملقط .2- البكرات Pulleys .
ومن الأمثلة عليها البكرة الثابتة والمتحركة.3-السطح المائل Inclined Plane :
وهو سطح يميل عن الأفق بزاوية معينة اعتماداً على الارتفاع المطلوب.4- العجلة والمحور The wheel and axle .
5- إسفين (أداة ميكانيكية )إسفين
عندما تقضم جزءاً من التفاحة فإنك تستخدم الإسافين.
فالإسفين هو سطح مائل متحرك له وجه واحد أو وجهان مائلان. فأسنانك الأماميه أسافين. والإسفين يغير اتجاه القوة المبذوله.عندما تدفع بأسنانك الأماميه في التفاحة تتغير قوة الدفع جانبيا لتزيح قشرة التفاح.
6- برغيفالإسفين هو سطح مائل متحرك له وجه واحد أو وجهان مائلان. فأسنانك الأماميه أسافين. والإسفين يغير اتجاه القوة المبذوله.عندما تدفع بأسنانك الأماميه في التفاحة تتغير قوة الدفع جانبيا لتزيح قشرة التفاح.
البرغي (من التركية بورغو وتنطق [buɾ.ɡu]) ويسمى لدى البعض بأسم مسمار قلاوظ, هو قطعة من المعدن شبه أسطوانية الشكل تقريبا مدببة من أحد أطرافها وعريضة من الجهة الأخرى محززة على شكل لولبي شبيه لحد ما بالمسمار, عند تثبيت رأسه المدبب في قطعة من الخشب وأدارة البرغي من جهة رأسه العريض يدخل البرغي في القطعة الخشبية يصعب معه سحب البرغي عن الخشبة
.
ما هي فوائد استخدام الآلات؟:
1- توفير الجهد2- تغيير اتجاه الشد أو اتجاه القوة "مثل حالة بكرة إلى اعلى"
3- الدقة في أداء العمل مثل استخدام الملقط
4- تجنب تلويث الأيدي مثل استخدام الملقط لحمل قطعة صوديوم
عندما نستخدم الآلة فإننا نبذل جهداًه( ق ) للتغلب على مقاومة ( م ). ولما كانت معظم الآلات تستخدم لتوفير الجهد لذا لزم تعريف الفائدة الآلية على أنهاه (نسبة مضاعفة الآلة للقوة).
فعلى سبيل المثال استخدمت قوة مقدارها 100 نيوتن في التغلب على مقاومة مقدارها500 نيوتن.
مثال (1) : نظام البكرات الموضّح بالشكل :
استخدم النظام الموضّح بالشكل قوة مقدارها 100 نيوتن لتحريك حمولة مقدارها 400 نيوتن.أحسب الفائدة؟
مثال (2) : سطح مائل استخدمت قوة موازية لسطحه تساوي 200 نيوتن لتحريك 1000 نيوتن إلى أعلاه .أحسب الفائدة؟
الوحدة الفيزيائية التي تقاس بها الفائدة؟؟
سؤال: هل تُستخدم آلات الفائدةُ فيها أقل من 1 ؟؟ فسّر؟؟الكفاءة الآلية:
تستخدم الآلات لجعل الشغل أسهل ولنقل الطاقة من مكان لآخر. وعند استخدام الآلة يبذل عليها شخص شغلاً يسمى الشغل المبذول ( شم)، ثم تقوم هذه الآلة بإنتاج شغل يسمى الشغل الناتج ه ( شن) وفي كل الحالات لا يمكن أن يكون الشغل الناتج مساوياً للشغل المبذول, بل يكون أقل منه.( علّل )، وتعتبر الآلة التي تنتج نفس الشغل الذي يبذل عليها آلة مثالية لا وجود لها.ويعبّر عن الكفاءة الآلية : أنها ( النسبة بين الشغل الناتج والشغل المبذول ) وعادة يعبّر عنها بنسبة مئوية، وتكون عادة أقل من 100% .
برر استعمال الالات البسيطة في الحياة اليومية
برر استعمال الالات البسيطة في الحياة اليوميةفوائد استعمال الالات البسيطة
بحث حول الالات البسيطة في الفيزياء
رافعة
في الفيزياء، الرافعة هي أداة تستخدم عند محور أو نقطة ارتكاز مناسبة لمضاعفة القوة الميكانيكية التي يمكن تطبيقها على جسم آخر، ويوصف تأثير الرافعة بالميزة الميكانيكية. والرافعة هي آلة بسيطة.أنواع الروافع
روافع النــوع الأول: هي الروافع التي يقع محور ارتكازها بين القوة المؤثرة وبين المقاومة.ومن الأمثلة على هذا النوع: المقص
روافع النوع الثاني: هي الروافع التي تقع نقطة مقاومتها بين محور الارتكاز والقوة المؤثرة.
ومن الأمثلة على هذا النوع: كسارة الجوز،عربة الحديقة
روافع النوع الثالث: هي الروافع التي تقع قوتها المؤثرة بين محور الارتكاز والمقاومة.
ومن الأمثلة على هذا النوع: الدباسة
بكرة
البكرة هي جهاز ميكانيكي بشكل عجلة ويكون محيطها مجوف يلتف حوله حبل أو قابل أو حزام. تستخدم البكرات لتغيير اتجاه القوة (فيزياء)¦قوة المؤثرة، أو توصيل حركة تدويرية، أو وضع تفوق ميكانيكي في نظام تدويري أو خطي للحركة. نظام البكرة والحزام يوصف بكونه بكرتين أو أكثر مرتبطتين بحزام. يساعد هذا على إيصال القوة، أو السرعة عبر المحاور، وإن كانت البكرات ذات أحجام وأقطار مختلفة، تساعد أيضاً على تحقيق ربح ميكانيكي. تكون كفاءة أنظمة البكرة والحزام عالية جداً، بكفاءة قد تصل 98%.أنظمة البكرة والحبل
البكرة السهلة يمكن تشبيهها بوضع حبل حول شجرة. أنظمة البكرة والحبل (الحبل قد يكون خيط رفيع أو قابل قوي) يمكن وصفهم بصورة حبل واحد يوصل القوة الحركية الخطية إلى الحمل عن طريق بكرة واحدة أو أكثر من أجل رفع الثقل (عادة ضد الجاذبية). لا طالما تم ذكر هذا النظام تحت قائمة المكائن البسيطة. في نظام الحبل الواحد والبكرات، يكون الربح الميكانيكي (في الوضعية الكاملة) مساوي لعدد البكرات في النظام. إن تم استخدام بكرة واحدة فعادة ما تكون من أجل تغيير الإتجاه فقط. ولكن في الحقيقة، كلما زاد عدد البكرات في النظام، قلت كفاءته، وذلك بسبب الإحتكاك الذي تولده في النظام. لم يتم تدوين متى أو من طوّر أول بكرة، ولكن يُعتقد أن أرخميدس طور أول نظام بكرة "الثقل والمراوغة". كما هو مدون من قبل "بلوتارخ. بلوتارخ ذكر أن أرخميدس حرّك سفينة حربية كاملة مع رجالها باستخدام نظام بكرات معقد باستخدام قوته وحده فقط.
بكرة متحركة
هناك العديد من الأنواع المختلفة لأنظمة البكرات:
النظام الثابت: أي أن للبكرة محور ثابت مركز في مكانه ولا يتحرك.
النظام المتحرك: أي أن البكرة لها محور حر يمكن أن يتحرك في الفراغ.
النظام المعقد: هو مجموع النظامين الثابت والمتحرك.
الثقل والمراوغة: هو نظام معقد للبكرات يتم فيه استخدام عدة بكرات على كل محور، لزيادة الربح الميكانيكي.
أنواع الأنظمة
بكرة ثابتةبكرة متحركة
هناك العديد من الأنواع المختلفة لأنظمة البكرات:
النظام الثابت: أي أن للبكرة محور ثابت مركز في مكانه ولا يتحرك.
النظام المتحرك: أي أن البكرة لها محور حر يمكن أن يتحرك في الفراغ.
النظام المعقد: هو مجموع النظامين الثابت والمتحرك.
الثقل والمراوغة: هو نظام معقد للبكرات يتم فيه استخدام عدة بكرات على كل محور، لزيادة الربح الميكانيكي.