تشرح هذه المقالة الأنواع المختلفة للآلات البسيطة. وبالتالي سوف تكتشف أنواع الآلات البسيطة الموجودة بالإضافة إلى أمثلة لكل نوع من الآلات البسيطة.
ما هي أنواع الآلات البسيطة؟
أنواع الآلات البسيطة هي:
- الرافعة : نوع من الآلات البسيطة التي تتكون من قضيب صلب بنقطة دعم واحدة.
- البكرة : نوع بسيط من الآلات التي تسمح بتحريك الأشياء الثقيلة بجهد أقل.
- الوتد : نوع بسيط من الآلات يستخدم لتغيير اتجاه القوة المطبقة.
- المستوى المائل : نوع من الآلات البسيطة المستخدمة لرفع جسم بجهد بسيط.
- المخرطة : نوع من الآلات البسيطة تستخدم لرفع أو خفض جسم ما عن طريق تدوير أسطوانة مع سلك ملفوف حولها.
- البرغي : نوع من الآلات البسيطة التي تسمح لك بالانتقال من الحركة الدورانية إلى الحركة المستقيمة.
- العجلة : نوع من الآلات البسيطة التي تنقل حركة دورانية.
يتم شرح خصائص كل نوع من الآلات البسيطة أدناه.
يستيقظ
الرافعة هي نوع من الآلات البسيطة التي تنقل القوة والحركة. وبالتالي، فإن الرافعة عبارة عن جهاز ميكانيكي يعمل على زيادة القوة المطبقة على الجسم أو سرعته أو المسافة التي يقطعها.
بشكل عام، تتكون الروافع من قضيب صلب يمكن أن يدور حول نقطة ارتكاز، تسمى نقطة ارتكاز.
الرافعة عبارة عن آلة بسيطة قديمة جدًا، ويُعتقد في الواقع أنه تم اختراعها في عصور ما قبل التاريخ. في الواقع، فإن آلية الرافعة سهلة الصنع للغاية وهي أيضًا مفيدة جدًا لأنها تسمح لك بزيادة القوة المطبقة على الجسم بشكل كبير.
بكرة
البكرة هي آلة بسيطة تستخدم لنقل القوة. البكرة عبارة عن جهاز جر يستخدم لرفع الوزن بشكل مريح.
الميزة الرئيسية لهذا النوع من الآلات البسيطة هي أنه يمكن دمج عدة بكرات لتقليل الجهد المطلوب لرفع جسم ثقيل. بمعنى آخر، تسمح البكرات بتحريك الحمولة من خلال تطبيق قوة أقل بكثير من وزنها. وبهذه الطريقة، يمكن التعامل مع الأشياء الثقيلة دون صعوبة.
يتكون ترس البكرة من عجلة ذات أخدود صغير يوضع فيه حبل أو كابل أو سلسلة. لذا فإن عمل هذا النوع من الآلات البسيطة هو تعليق حمولة على أحد طرفي الحبل وسحبها على الطرف الآخر من الحبل، وبهذه الطريقة يتم رفع الجسم بفضل آلية البكرة.
في الفيزياء، تُستخدم هذه الأنواع من الآلات البسيطة لطرح مسائل القوة، لأن حل هذا النوع من المسائل يسمح لك بفهم مفهوم القوة وتعلم حساب قيمة القوة.
مهد الحضارة
الإسفين عبارة عن قطعة مثلثة الشكل عادة ما تكون مصنوعة من الخشب أو المعدن وتنتهي بزاوية حادة جدًا.
كآلة بسيطة، يتم استخدام شكل الإسفين لتغيير اتجاه القوة المطبقة عليه. وبالتالي، يتم استخدام الإسفين لفصل جسم إلى قسمين، أو لرفع جسم أو تثبيت جسم ثابت في مكانه.
تتمثل عملية الإسفين في تحويل القوة المطبقة عند نهايته إلى قوتين متعامدتين مع أسطحه المائلة. لذلك، فإن الإسفين عبارة عن آلة بسيطة يمكنها تغيير اتجاه القوة.
في البداية، يتم نقل القوة المطبقة على السطح المستوي للإسفين إلى نهايته المدببة، مما يسمح لها باختراق الجسم. بعد ذلك، عند إدخال الإسفين في الفتحة التي تم إنشاؤها، يتم تحويل القوة المطبقة على سطحه المسطح إلى قوتين موجهتين بشكل عمودي على الوجوه المائلة للإسفين، وبالتالي فصل الجسم إلى جزأين.
مستوى مائل
المستوى المائل هو سطح مائل بزاوية معينة. في الفيزياء، يُستخدم هذا النوع من الآلات البسيطة للتدريب على مشاكل القوة.
على سبيل المثال، يعتبر الطريق المنحدر أو الطريق المنحدر بمثابة مستويات مائلة.
يسمح لك المستوى المائل بنقل جسم بقوة أقل. نظرًا لأن دفع الجسم على مستوى مائل يتطلب قوة أقل من رفعه رأسيًا.
الباب الدوار
المخرطة عبارة عن أداة تتكون أساسًا من كرنك مقترن بأسطوانة يتم فيها لف الكابل.
وبالتالي، فإن تشغيل هذا النوع من الآلات البسيطة يتكون من أسطوانة تستخدم الكرنك لتدوير الكابل أو فكه. بهذه الطريقة، يمكن رفع أو خفض الجسم المعلق بالكابل.
ميزة هذا النوع من الآلات البسيطة هي أنه يسمح برفع الحمولة بقوة أقل. ومن ناحية أخرى، يجب أن تكون الحركة مع الكرنك أكبر من المسافة التي يقطعها الحمل، وبالتالي يتحرك الحمل بشكل أبطأ من الكرنك.
أفسد
المسمار هو جسم معدني بشكل عام، أسطواني الشكل وله سطح حلزوني.
يتكون تشغيل هذا النوع من الآلات البسيطة من تدويرها بواسطة رأسها أو بواسطة ذراع تدوير، بحيث يتقدم المسمار أو يتراجع في اتجاه محوره، وذلك بفضل شكله الحلزوني.
وبالتالي فإن المسمار عبارة عن آلة بسيطة تجعل من الممكن تحويل الحركة الدوارة إلى حركة خطية. ضع في اعتبارك أنه اعتمادًا على اتجاه الدوران، سيتحرك المسمار للأمام أو للخلف.
أدوات أخرى، مثل الرافعة أو المفتاح، مستمدة من تشغيل هذا النوع من الآلات البسيطة.
عجلة
تتكون العجلة من جسم مستدير يدور حول محور. يتيح لك هذا النوع من الآلات البسيطة تحويل الحركة الدائرية إلى حركة متحركة، لأنه إذا كان محور العجلة متصلاً بجسم ما، فإنه سيتحرك للأمام أثناء دوران العجلة.
تعتبر العجلة أقدم آلة بسيطة، كما أن استخدامها هو الأكثر انتشاراً بين جميع أنواع الآلات البسيطة. على سبيل المثال، يوجد تطبيق لهذا النوع من الآلات البسيطة في النقل البري، والتي تتحرك بفضل تشغيل عدة عجلات.