مشاريع Science Fair على الرافعات والأوتاد والبكرات

بدأ الكثير مما نستخدمه في عالم العمل اليوم باستخدام آلات بسيطة. تستخدم هذه الآلات البسيطة الطاقة البشرية والقوى الفردية لأداء العمل الذي يكون صعبًا للغاية بسهولة أكبر. في عالم اليوم ، تم استبدال الطاقة البشرية بآلات أكثر تطورًا تعمل بالطاقة من الفحم والغاز الطبيعي والنفط والطاقة النووية ، لكن الآلات البسيطة لا تزال تلعب دورًا مهمًا.

أبسط مشاريع الرافعة تتكون من رافعة ونقطة ارتكاز. سيوضح المشروع أنه كلما اقتربت نقطة الارتكاز من الكائن الذي يتم نقله ، كان من الأسهل تحريك الكائن لأنه سيأخذ قوة أقل. هناك عدة فئات من الروافع. مثال على مشروع رافعة من الدرجة الأولى هو ترنح متأرجح حيث يتم رفع كائنين ، واحد على كل طرف. مشروع رافعة من الدرجة الثانية هو باب يتأرجح على المفصلات. الكائن المراد نقله يقع مباشرة بين نقطة الارتكاز والقوة. يمكن أن تكون رافعة من الدرجة الثالثة مضرب بيسبول حيث يكون الحمل أحد طرفي الخفاش ، والنقطة ارتكاز هي نهاية المضرب واليدين هي القوة. على الرغم من أن المترنح والباب على الجانب الأكبر ، يمكن عمل أمثلة مصغرة لمشروعات science fair.

يوضح الوتد كيف يمكن لآلة بسيطة أن تغير اتجاه القوة. مثال على ذلك هو فأس بسيط. نظرًا لأن الإسفين يشبه المستوى المائل ، فإن الفأس يحاكي هذا المستوى ويعمل بمثابة إسفين. تسبب قوة الفأس أو الإسفين قوة أفقية على الجسم الذي يتم ضربه ، مما يجبر الكائن على الانقسام إلى قسمين. كلما كان الإسفين أصغر ، زادت القوة المطلوبة. على نطاق أصغر ، وربما أكثر ملاءمة لمعرض العلوم ، يعمل الإزميل بالطريقة نفسها. توخي الحذر أثناء مثل هذه المشاريع.

تسمح البكرات برفع الأشياء الثقيلة بجهد أقل من خلال تبادل القوة للمسافة. عند استخدام بكرة ، يتم لف حبل أو سلك حول عجلة. يتم تثبيت العجلة على شعاع قوي أو أي شيء آمن آخر. يتم ربط الخطاف بأحد طرفي الحبل لتثبيت الشيء المراد رفعه. ثم يتم سحب الطرف الآخر من الحبل لرفع الجسم. ثم يتم توضيح مقدار القوة المطلوبة لرفع الجسم بدون البكرة ، ثم إظهار سهولة رفع نفس الجسم باستخدام نظام البكرة.

كل هذه المشاريع هي مثال للآلات البسيطة. هناك العديد من الآلات البسيطة التي تشمل العجلة والمحاور والمستوى المائل والمسمار. تتكون العجلة والمحور من عجلة بمقبض متصل بمحور بحبل. لف العجلة الحبل حول المحور لتحريك الجسم بسهولة. المستوى المائل هو سطح مائل أو منحدر يسمح بتحريك جسم ما إلى أعلى بسهولة. البرغي هو مستوى مائل طويل ومتصاعد. مثال على المسمار المستخدم كآلة بسيطة هو التروس الدودية التي يمكن أن تقلل من سرعة المحرك مع زيادة عزم الدوران.