▷ ما هي الآلة الميكانيكية؟ (أمثلة)

في هذه المقالة سوف تكتشف ما هي الآلات الميكانيكية، وأمثلة على الآلات الميكانيكية وأنواع مختلفة من الآلات الميكانيكية.

ما هي الآلة الميكانيكية؟

الآلة الميكانيكية هي نوع من الآلات التي تحول القوة المطبقة عليها إلى قوة أكبر أو أقل. بمعنى آخر، تعمل الآلة الميكانيكية على زيادة أو تقليل القوة من خلال آلية.

على سبيل المثال، الرافعة عبارة عن آلة ميكانيكية لأنها تضاعف الجهد المبذول على أحد أذرعها. وبالتالي فإن الرافعة تسمح لك برفع جسم ثقيل باستخدام قوة أقل مما لو كنت سترفع الجسم بدون رافعة.

لذلك، يتم استخدام الآلات الميكانيكية لإنشاء قوى كبيرة مع بذل جهد أقل بكثير. وبالمثل، قد نهتم أحيانًا بتقليل القوة المطبقة للحصول على دقة أكبر في الحركة، كما في حالة الملقط.

يمكن أيضًا تسمية الآلة الميكانيكية بالآلة اليدوية .

أمثلة على الآلات الميكانيكية

بمجرد أن رأينا تعريف الآلة الميكانيكية، سنرى عدة أمثلة على الآلات الميكانيكية .

الرافعة : آلة ميكانيكية تسمح بمضاعفة القوة المطبقة على أحد أذرعها.
الرافعة : آلة ميكانيكية للتعامل بشكل مريح مع الأشياء الثقيلة.
الدراجة : آلة ميكانيكية تحول الحركة الدائرية التي تتم بالساقين إلى حركة للأمام.
عربة اليد : جهاز ميكانيكي يسمح بنقل الأوزان الكبيرة بجهد أقل.
فتاحة العلب – آلة ميكانيكية تستخدم لفتح العلب.

أنواع الآلات الميكانيكية

يمكن تصنيف الآلات الميكانيكية إلى نوعين:

آلة بسيطة : آلة ميكانيكية تتكون من آلية بسيطة وتسمح بتغيير حجم أو اتجاه القوة المؤثرة. على سبيل المثال: الرافعة، البكرة، المستوى المائل.
الآلة المركبة : آلة ميكانيكية مكونة من عدة آلات بسيطة متصلة على التوالي، بحيث تكون آلية هذا النوع من الآلات أكثر تطوراً. على سبيل المثال: دراجة، سيارة، رافعة.

الميزة الميكانيكية للآلة الميكانيكية

الميزة الميكانيكية للآلة الميكانيكية هي معلمة توضح مدى تضخيم القوة المطبقة على الآلة الميكانيكية. وبالتالي فإن الميزة الميكانيكية تشير إلى العلاقة بين قوة الإدخال وقوة الإخراج.

رياضيا، يتم تعريف الميزة الميكانيكية للآلة الميكانيكية على أنها نسبة القوة الناتجة إلى القوة المطبقة.

$VM=\cfrac{F_r}{F_a}$

يمكن أيضًا حساب الميزة الميكانيكية عن طريق قسمة سرعة القوة المطبقة على السرعة التي يتحرك بها الحمل. وبالمثل، فإن هذا التعبير يعادل أيضًا إزاحة نقطة القوة المطبقة مقسومة على إزاحة الحمل:

$VM=\cfrac{F_r}{F_a}=\cfrac{v_a}{v_r}=\cfrac{d_a}{d_r}$

ومن ثم يمكن استنتاج العلاقات التالية من صيغة الميزة الميكانيكية:

VM>1 : القوة الناتجة أكبر من القوة المطبقة، وبالتالي فإن الآلة الميكانيكية تزيد من حجم القوة. ومن ناحية أخرى، فإن المسافة التي يقطعها الحمل أقل من المسافة التي يقطعها النقطة التي يتم فيها تطبيق القوة.
VM<1 : القوة الناتجة أقل من القوة المطبقة، وبالتالي فإن الآلة الميكانيكية تقلل من قيمة القوة. ومع ذلك، فإننا نحصل على إزاحة حمل أكبر من الإزاحة التي حدثت عند نقطة تطبيق القوة.
VM=1 : القوة الناتجة للآلة الميكانيكية تساوي القوة المؤثرة عليها. إن إزاحات الحمل ونقطة تطبيق القوة متطابقة أيضًا. على الرغم من أن هذه الأنواع من الآلات الميكانيكية لا توفر ميزة ميكانيكية، إلا أنها تستخدم بشكل عام لأداء تقوية العضلات بطريقة أكثر راحة. على سبيل المثال، تسمح البكرة البسيطة بقوة للأسفل لرفع الوزن، مما يجعل رفع الحمل أسهل.

آلة ميكانيكية وآلة أوتوماتيكية

وأخيراً سنرى ما هو الفرق بين الآلة الميكانيكية والآلة الأوتوماتيكية.

الفرق بين الآلة الميكانيكية والآلة الأوتوماتيكية هو أن الآلة الميكانيكية تعمل يدويًا، بينما تعمل الآلة الأوتوماتيكية من خلال عملية آلية.

لذلك، تتطلب الآلات الميكانيكية قوة بشرية لتشغيلها، في حين يتم تنشيط الآلات الأوتوماتيكية عادة بواسطة زر أو برنامج كمبيوتر ويتم تشغيلها بالكامل آليًا.

ومع ذلك، يتم استبدال الآلات الميكانيكية بشكل متزايد بالآلات الأوتوماتيكية، لأنها لا تتطلب عمل الإنسان وأكثر ملاءمة.