الآلات
تعريف الآلة :- محركات تدار بقوى بشرية.
الفائدة منها :- 1/ تسهيل المهام. 2/ تخفيف الحمل.
عملها :- تغيير تجاه القوة ومقدارها.
وتنقسم الآلات إلى :-
1/ آلة بسيطة. أمثلة ” فتاحة الزجاجات ، مفك البراغي “
2/ آلة مركبة. أمثلة ” الرافعة ، البكرة ، العجلة والمحور ، المستوى المائل ، الوتد ، البرغي ”
يسمى الشغل الذي بذلته أنت :-الشغل المبذول (Wi)
أما الشغل الذي تبذله الأداة فيسمى :- الشغل الناتج (Wo)
وتسمى القوة المؤثرة في الآلة بواسطة شخص :-القوة المسلطة (Fe)
أما القوة التي أثرت بها الآلة :- القوة المقاومة (Fr)
الفائدة الميكانيكية :- (MA)
تعريفها :- هي عبارة عن ناتج قسمة المقاومة على القوة.
الشغل الناتج أقل من الشغل المبذول.
”آلة حقيقية“
MA = Fr ÷ Fe > 1
”آلة مثالية“
MA = 1
Wo = Wi
الفائدة الميكانيكية المثالية :- (IMA)
تعريفها :- هي حاصل قسمة إزاحة القوة على إزاحة المقاومة.
الشكل الرياضي للفائدة الميكانيكية المثالية :-
IMA = de ÷ dr
Wo = Wi
”آلة مثالية“
Frdr ÷ Fe de = Fe de ÷ Frdr
Fr ÷ Fe = de ÷ dr
MA = IMA
البكرة الثابتة
|
فتاحة الزجاج
|
Fr = Fe
|
Fr ≠Fe
|
MA = 1
|
MA > 1
|
الفائدة منها :- تغيير اتجاه القوه المسلطة.
|
الفائدة منها :- زيادة القوة المسلطة.
|
املئي الفراغات التالية :-
1/ تحسب الفائدة الميكانيكية من خلال قياس القوة.
2/ تحسب الفائدة الميكانيكية المثالية من خلال قياس المسافة.
الكفاءة :-
بدلالة الشغل :-
الشغل الناتج مقسوماً على الشغل المبذول مضروباً في 100
e = Wo ÷ Wi X 100
بدلالة الفائدة الميكانيكية :-
الفائدة الميكانيكية مقسومة على الفائدة الميكانيكية المثالية مضروبة في 100
e = MA ÷ IMA X 100
من حيث
|
الآلة الحقيقية
|
الآلة المثالية
|
الشغل
|
الشغل المبذول > الشغل الناتج
|
الشغل المبذول = الشغل الناتج
|
الكفاءة
|
e < 100
|
100%
|
الفائدة
|
تغيير مقدار القوة
|
نقل الطاقة
|
الآلة المركبة :-
هي عبارة عن آلة تتكون من آلتين بسيطتين فأكثر.
الفائدة الميكانيكية :-
MA = MA(1) X MA(2)
الفائدة الميكانيكية المثالية :-
IMA = IMA(1) X IMA(2)
دراجة هوائية متعددة نواقل الحركة :-
1/ كيف يمكن زيادة الفائدة الميكانيكية المثالية لدراجة هوائية في حالة صعود التل؟
يحتاج إلى جعل نصف قطر ناقل الحركة الخلفي كبيراً مقارنة بنصف قطر ناقل الحركة الأمامي، ويتم ذلك إذا أثر السائق بالقوة نفسها عندما يُدور الدواسة عدداً أكبر من الدورات ليدور الإطار دورة واحدة.
2/ كيف يمكن التقليل من الفائدة الميكانيكية المثالية لدراجة هوائية تتحرك بسرعة كبيرة على طريق مستوي؟
بحيث يكون ناقل الحركة الخلفي صغيراً وناقل الحركة الأمامي كبيراً، فإن الإطار يؤثر في الطريق بقوة أقل، لكنه لا يحتاج إلى تدوير الدواسات بمقدار كبير لكل \دورة واحدة للإطار.
3/ ما هو عمل ناقل الحركة في السيارة عندما :-
أـ تنطلق من السكون؟
تحتاج إلى قوة كبيرة لتكتسب تسارعاً وذلك عن طريق زيادة الناقل
الحركي من الفائدة الميكانيكية المثالية.
ب ـ تتحرك بسرعة كبيرة؟
تحتاج إلى قوة صغيرة للمحافظة على سرعتها وذلك عن طريق
نقص الناقل الحركي من الفائدة الميكانيكية المثالية.
آلة المشي البشرية :-
1/ قضيب صلب (العظام)
2/ مصدر قوة (انقباض العضلات)
3/ نقطة ارتكاز (المفاصل المتحركة بين العظام)
4/ مقاومة (وزن جزء الجسم أو الشيء الذي يتم رفعه أو تحريكه)
1/ فسري يحتاج جسم الإنسان إلى طاقة في المشي أو العدو البطيء.
لأن قيمة كفاءة النظام للروافع في جسم الإنسان ليست عالية والفوائد
الميكانيكية لها محدودة.
2/ عللي في مسابقة المشي الأشخاص طوال القامة أنظمة الروافع
الميكانيكية فائدتها أقل من الأشخاص قصار القامة.
لأنهم يحتاجون التأثير بقوة أكبر لتحريك الرافعة الطويلة المكونة من
عظام الساق.
3/ ما العوامل التي تؤدي إلى تقليل الأشخاص في مسابقة المشي؟
1ـ طول المسافة. 2ـ انخفاض كفاءة أنظمة الرافعة لطوال القامة.
3ـ طول مضمار المشي لذا تقل قدرتهم على الاحتمال والمواصلة.
الآلات البسيطة :
الآلة المركبة : ( جميع وسائل النقل ) مثل:
مسائل تدريبيه : ص87
سـ(26) يستخدم عامل نظام بكرة عند رفع صندوق كرتون كتلته (24.0 kg) مسافة (16.5 m) كما في الشكل . فإذا كان مقدار القوة المؤثرة (129 N) وسُحب الحبل مسافة (33.0 m) :
a) فما مقدار الفائدة الميكانيكية (MA) لنظام البكرة ؟
b) وما مقدار كفاءة النظام ؟
a.
MA = Fr __ F eالفائدةالميكانيكيةالفائدةالميكانيكيةللآلةتساويناتجقسمةالمقاومةعلىالقوة.
=mg÷Fe
=(24×9.8)÷129
=1.82
|
b.
e=
IMA=
=
=2
e=
=0.91
91
|
سـ(27) إذا أثرت بقوة مقدارها (225 N) في رافعة لرفع صخرة وزنها (1.25x103 N) مسافة (13 cm) ، وكانت كفاءة الرافعة (88.7 %) فما المسافة التي تحركتها نهاية الرافعة من جهتك ؟
.
|
e =
de =
de =
=0.81m
|
سـ(28) تتكون رافعة (winch) من ذراع نصف قطره (45 cm) ، يتصل الذراع بأسطوانة نصف قطرها (7.5 cm) ملفوف حولها حبل ، ومن الطرف الثاني للحبل يتدلى الثقل المراد رفعه . عندما تدور الذراع دورة واحدة تدور الأسطوانة دورة واحدة أيضاً :
a) ما مقدار الفائدة الميكانيكية المثالية (IMA) لهذا الآلة ؟
b) إذا كانت فعالية الآلة (75 %) فقط تأثير الاحتكاك ، فما مقدار القوة التي يجب التأثير بها في مقبض الذراع ليؤثر بقوة مقدارها (750 N) في الحبل ؟
a.
re=45 r ͬ=2.5
IMA=
IMA=
|
.be=75% Fr=750 rͬ =95 re=7.5
Fe=
Fe=1.6
|
88.تتكون المركبه من رافعه متصله بنظام بكرات فاذا كانت هذه الاله المركبه في حالتها المثاليه تتكون من رافعه فائدتها الميكانيكيه المثاليه3.0 ونظام بكره فائدتها الميكانيكيه المثاليه2.0
a. فأثبت ان الفائده الميكانيكيه المثاليه IMA للاله المركبه تساوي 6.0
b. واذا كانت كفاءة الاله المركبه60% فما مقدار القوه المسلطه التي يجب التأثير بها في الرافعه لرفع صندوق وزنه 540N
c. اذا تحركت جهه تأثير القوة من الرافعه مسافه 12.0cm فما المسافه التي رفع اليها الصندوق .
a.IMA = IMA1
IMA = 2
b.e =
e =
Fe =
Fe = 150n
c.60% =
IMA =
3 =
Dr = 12
Dr =36
فيديو عن الالات:
************************************
عمل الطالبتين: وجن الحفظي.
خولة العميريني.
الله يكتبها في ميزان حسناتكم والله يسعدكم دنيا واخخره فرجتوها عليا وانا صحباتي ربي يفرج كربكم ان شاءالله شكررررا
ردحذفمره شكرا الله يوفقكم و يكون معاكم في تحقيق امانيكم
ردحذفشكرا
ردحذفعمل رائع
ردحذفروعه ماشاء الله مشكورين
ردحذفأتمنى تضعون هذا الاسال والاجوابه
ردحذفعللي او اذكري السبب اله المشي البشريه اله مركبة؟؟....
ممايتركب اله المشي البشريه؟؟.....
اَي الأشخاص يستطيعون المشي اسرع طول القامع أم قصار القامه؟!...،،
شكرا لك
ردحذف