تشرح هذه المقالة ما هي الآلات المركبة وفيم يتم استخدامها. لذا، ستجد معنى الآلة المركبة، وأمثلة على الآلات المركبة، وما هي الاختلافات بين الآلات المركبة والآلات البسيطة.
ما هي الآلة المركبة؟
الآلة المركبة هي آلة مكونة من مجموعة من الآلات البسيطة . ببساطة، الآلة المركبة هي جهاز ميكانيكي يجمع بين عدة آلات بسيطة متصلة على التوالي.
تُستخدم الآلات المركبة لتحقيق ميزة ميكانيكية أكبر. من خلال الجمع بين العديد من الآلات البسيطة، يمكن تحقيق قوة ناتجة أعلى، مما يسهل التعامل مع الأشياء الثقيلة.
وبالتالي، فإن تشغيل الآلة المركبة يتضمن الجمع بين عدة آلات بسيطة في سلسلة، بحيث تعمل القوة الناتجة التي توفرها آلة بسيطة على تنشيط الآلة التالية. ولذلك، يتعين على المستخدم فقط بذل الجهد اللازم لتنشيط أول جهاز بسيط.
تسمى الآلات المركبة أيضًا بالآلات المعقدة .
أمثلة على الآلات المركبة
بمجرد أن رأينا تعريف الآلة المركبة، سنرى عدة أمثلة على هذا النوع من الآلات لفهم المفهوم بشكل كامل.
- الدراجة : هذا مثال للآلة المركبة لأنها تتكون من عدة آلات بسيطة، حيث أنها تحتوي على زوج من العجلات وعدة بكرات.
- صنارة الصيد : هذا مثال آخر على الآلة المركبة لأنها تتكون من ثلاث آلات بسيطة مختلفة، وهي الرافعة والإسفين والبكرة.
- فتاحة العلب : على الرغم من أن الأمر قد لا يبدو كذلك، إلا أنها أيضًا آلة مركبة لأن أذرع الأداة عبارة عن رافعات والسكين الذي يساعد على فتح العلبة عبارة عن إسفين.
- الرافعة – هذه آلة مركبة متطورة إلى حد ما. وهي مكونة من عجلات ورافعة ونظام بكرة.
- عربة اليد : هي آلة مركبة لأن آليتها تتكون من اتحاد رافعة مع عجلة.
- الملزمة : تتكون هذه الآلة الميكانيكية من رافعة متصلة على التوالي بمسمار، بالإضافة إلى أنها مكونة من مجموعة من المحاور والتروس.
- لأنه : إنها واحدة من أكثر الآلات المركبة استخدامًا في العالم. بالإضافة إلى استخدام أربع عجلات، فهي تحتوي على عدة تروس في الداخل تسمح لها بالعمل.
- التوربين : يتكون أساسًا من عجلة وآلية معقدة، وهو أداة تحول الطاقة الحركية للسائل إلى طاقة ميكانيكية.
- الساعة : آلية الساعة معقدة للغاية وتتكون من عدة تروس.
- رافعة السيارة : يتيح لك هذا الجهاز الميكانيكي رفع أوزان كبيرة جدًا مثل السيارة، ويجمع بين تشغيل رافعة وعدة عجلات ومحاور.
أنواع الآلات المركبة
بشكل أساسي، يمكن التمييز بين ثلاثة أنواع من الآلات المركبة:
- الآلة المركبة الميكانيكية : جميع مكونات الآلة المركبة ميكانيكية، لذلك تحتاج إلى قوة أولية لتشغيلها.
- الآلة المركبة الكهربائية : جميع مكونات الآلة المركبة كهربائية. ومن الواضح أنها تحتاج إلى الكهرباء للعمل.
- الآلة المركبة المختلطة : تتكون الآلة المركبة من عناصر ميكانيكية وعناصر كهربائية.
الاتجاه في الآلات المركبة يتزايد بشكل متزايد لدمج المكونات الكهربائية. على الرغم من أن الآلات المركبة كانت ميكانيكية بالكامل في البداية، إلا أن اكتشاف الكهرباء جعل من الممكن إضافة عناصر كهربائية لتحسين الآلات.
الميزة الميكانيكية للآلة المركبة
تكمن الميزة الميكانيكية للآلة المركبة في العلاقة بين القوة الناتجة التي تمارسها الآلة والقوة المستخدمة لتنشيط الآلة. وبالتالي، يتم حساب الميزة الميكانيكية للآلة المركبة عن طريق قسمة قوة الخرج على قوة الإدخال للآلة.
ولذلك، فإن الميزة الميكانيكية هي معلمة تشير إلى العامل الذي يتم من خلاله زيادة أو تقليل القوة المطبقة على الآلة.
وبالتالي، إذا اعتبرنا الآلة المركبة بمثابة سلسلة من الآلات البسيطة المتصلة على التوالي، فإن القوة الناتجة لآلة بسيطة واحدة هي القوة التي تنشط الآلة البسيطة التالية. وبالتالي يمكن أيضًا تحديد الميزة الميكانيكية لجميع الآلات البسيطة بالتعبير التالي:
وبالتالي فإن الميزة الميكانيكية للآلة المركبة تعادل حاصل ضرب المزايا الميكانيكية لجميع الآلات البسيطة التي تتكون منها:
في الختام، مع الآلة المركبة، يمكن الحصول على ميزة ميكانيكية أكبر بكثير، حيث يتم استغلال الميزة الميكانيكية لكل من الآلات البسيطة التي تتكون منها.
آلة مركبة وآلة بسيطة
وأخيرا، كملخص، سنرى بالتفصيل ما هو الفرق بين الآلة المركبة والآلة البسيطة.
الفرق الرئيسي بين الآلة البسيطة والآلة المركبة هو أن الآلة البسيطة هي عنصر ميكانيكي واحد، في حين أن الآلة المركبة تتكون من مجموعة من الآلات البسيطة.
وبالتالي فإن الآلة المركبة هي آلية أكثر تعقيدا من الآلة البسيطة.
بالإضافة إلى ذلك، باستخدام الآلة المركبة، يمكنك الحصول على ميزة ميكانيكية أكبر من الآلة البسيطة، لأنها تستفيد من الميزة الميكانيكية لجميع آلاتها البسيطة. من ناحية أخرى، في الآلة المركبة، هناك الكثير من فقدان الطاقة بسبب الاحتكاك بين الآلات البسيطة المختلفة، مما يعني أن الأداء العام للآلة المركبة أقل من أداء الآلة البسيطة.