ما هي العائلتان الأساسيتان للآلات البسيطة؟

العائلتان الأساسيتان للآلات البسيطة هما عائلة الرافعة وعائلة الطائرة المائلة. ضمن عائلة الرافعة الرافعة البسيطة والبكرة والعجلة والمحور. ضمن عائلة المستوى المائل توجد الطائرة المائلة البسيطة والإسفين والمسمار. تخلق هذه الآلات البسيطة ميزة ميكانيكية عند استخدامها ، لأنها تسمح لك بممارسة المزيد من القوة مع طاقة أقل على الأحمال التي لا يمكنك تحريكها عادةً.

•••مجموعة الرسومات الديناميكية / مجموعة الرسومات الديناميكية / صور غيتي

أفضل رسم توضيحي للرافعة البسيطة هو تأرجح قد تجده في الملعب. يتكون من منصة طويلة ضيقة متوازنة على نقطة ارتكاز. بدلًا من استخدام طفلين للأرجوحة ، تخيل أن الحمولة التي تريد رفعها تقع على أحد الطرفين وتضغط لأسفل على الطرف الآخر. يحدد موقع نقطة الارتكاز فعالية الرافعة. كلما اقتربت نقطة الارتكاز من الحمل ، زادت الرافعة المالية التي تحققها. هذا هو السبب في أن العتلات لها شكلها. الانحناء الصغير في نهاية المخل هو نقطة ارتكاز موضوعة في أقرب مكان ممكن للحمل الذي تريد فكه.

•••جوبيتيريماجيس / فوتوس.كوم / جيتي إيماجيس

البكرة هي آلة بسيطة تتكون من حبل تسحبه فوق عجلة. تقوم بإرفاق جانب واحد من الحبل بالحمل الذي تريد تحريكه وتسحب الحبل على الجانب الآخر من العجلة. إذا قمت بتوصيل البكرة بجسم صلب ، مثل جانب مبنى أو سقف ، فسيؤدي ذلك إلى إنشاء بكرة ثابتة وتكون ميزتك الميكانيكية واحدة. هذا يعني أنه عليك بذل نفس القدر من القوة مثل وزن الحمولة لرفعها عن الأرض. إذا قمت بتوصيل البكرة مباشرة بالحمل وسمحت للبكرة بالتحرك على طول الحبل ، فإن هذه البكرة المتحركة ستعطي ميزة ميكانيكية تبلغ اثنين أو أكثر. البكرات المركبة هي مزيج من البكرات الثابتة والمتحركة.

•••بولكا دوت إيماجيس / بولكا دوت / جيتي إيماجيس

باستخدام العجلة والمحور ، تقوم بتطبيق قوة على العجلة وتتضاعف القوة وتنتقل إلى المحور ، الذي يدور ويؤثر بقوة على جسم آخر ، عادة من خلال حبل. أفضل مثال على هذه الآلة البسيطة هو الدراجة. تقوم بدفع الدواسات الخارجية بقدميك وهذا ينقل القوة إلى المحور والتروس التي تحرك العجلة الخلفية.

•••تيم بويل / جيتي إيماجيس نيوز / جيتي إيماجيس

منحدر الكرسي المتحرك هو مثال على مستوى بسيط مائل. تخيل أنك تحاول رفع 150 رطلاً. شخص على كرسي متحرك ثلاثة أقدام في الهواء. سيكون الأمر صعبًا جدًا عليك ومستحيلًا على الشخص الجالس على الكرسي. ومع ذلك ، إذا كان المنحدر طويلًا بدرجة كافية ، فيمكنك أنت أو الشخص الذي يجلس على الكرسي المتحرك دفع الكرسي المتحرك ثلاثة أقدام عن الأرض. يعمل المستوى المائل عن طريق تحويل قوة الدفع الأفقية إلى قوة رفع رأسية. إنك تستهلك نفس القدر من الطاقة لأنك تضطر لدفع الكرسي المتحرك على مسافة من المنحدر ، لكن جسمك لن يضطر لتحمل إجهاد رفع الكرسي المتحرك بشكل مستقيم.

•••ثينكستوك / كومستوك / جيتي إيماجيس

الوتد عبارة عن آلة بسيطة تستخدمها لتقسيم الأحمال مثل الخشب أو الصخور. إنه جهاز مثلث ممدود بقاعدة مسطحة ضيقة. بعد وضع نقطة الإسفين في شق في الصخر أو الخشب ، تضرب الحافة المسطحة بمطرقة. تنقسم القوة الهابطة للمطرقة إلى اتجاهين ، عموديًا على جوانب الإسفين ، مما يؤدي إلى انقسام الحمولة. شفرة الفأس هي مثال على الوتد.

•••جوبيتيريماجيس / فوتوس.كوم / جيتي إيماجيس

يحول المسمار قوة دورانية إلى قوة خطية. على سبيل المثال ، عندما تدفع برغيًا في جدار ، فإنك تقوم بتدوير مفك البراغي في دائرة لكن المسمار يتحرك في اتجاه خطي بشكل أعمق في الحائط. ينطبق نفس المبدأ على أغطية الجرار.