.:: الآلات البسيطة ::.

الآلات البسيطة في الفيزياء

في الفيزياء و الميكانيكة ، الآلة البسيطة هي آلة ميكانيكية تغير اتجاه أو قيمة القوة. تقوم الآلات البسيطة بعملها باستخدام قوة واحدة للقيام بشغل (فيزياء) ضد حمولة واحدة، بغض النظر عن الاحتكاك، بحيث يكون العمل المطبق مساوياً للعمل الناشئ عن قوة الحمولة.
غالباً ما يشير هذا المصطلح إلى ستة آلات بسيطة عرفها علماء عصر النهضة  .
1-  الرافعة في الفيزياء، الرافعة هي أداة تستخدم عند محور أو نقطة ارتكاز مناسبة لمضاعفة القوة الميكانيكية التي يمكن تطبيقها على جسم آخر، ويوصف تأثير الرافعة بالميزة الميكانيكية. والرافعة هي آلة بسيطة.

أنواع الروافع:

روافع النــوع الأول :
هي الروافع التي يقع محور ارتكازها بين القوة المؤثرة وبين المقاومة.
ومن الأمثلة على هذا النوع: المقص

روافع النوع الثاني
هي الروافع التي تقع نقطة مقاومتها بين محور الارتكاز والقوة المؤثرة.
ومن الأمثلة على هذا النوع: كسارة الجوز، عربة الحديقة


روافع النوع الثالث
هي الروافع التي تقع قوتها المؤثرة بين محور الارتكاز والمقاومة.
ومن الأمثلة على هذا النوع: الدباسة

2- البكرة بالانجليزية: (Pulley) 

هي جهاز ميكانيكي بشكل عجلة ويكون محيطها مجوف يلتف حوله حبل أو قابل أو حزام. تستخدم البكرات لتغيير اتجاه القوة القوة المؤثرة، أو توصيل حركة تدويرية، أو وضع تفوق ميكانيكي في نظام تدويري أو خطي للحركة.
نظام البكرة والحزام يوصف بكونه بكرتين أو أكثر مرتبطتين بحزام. يساعد هذا على إيصال القوة، أو السرعة عبر المحاور، وإن كانت البكرات ذات أحجام وأقطار مختلفة، تساعد أيضاً على تحقيق ربح ميكانيكي.

أنواع البكرات : بكرة متحركة بكرة ثابتة .

و هناك العديد من الأنواع المختلفة لأنظمة البكرات:
• النظام الثابت: أي أن للبكرة محور ثابت مركز في مكانه ولا يتحرك.
• النظام المتحرك: أي أن البكرة لها محور حر يمكن أن يتحرك في الفراغ.
• النظام المعقد: هو مجموع النظامين الثابت والمتحرك.
• الثقل والمراوغة: هو نظام معقد للبكرات يتم فيه استخدام عدة بكرات على كل محور، لزيادة الربح الميكانيكي.

3- ملفاف :

المِلْفَاف آلة تستخدم لرفع الأحمال. وهي تمثل إحدى الآلات الست البسيطة التي طورت قديمًا، وتُعدُّ من أهم الاختراعات في التاريخ. يتكون أبسط أنواع الملفاف من أسطوانة مثبتة على عجل بحيث تدوران على نفس المحور. والملفاف رافعة من الطراز الأول. مزايا المِلْفَاف. تتمثل أهم مزايا الملفاف في قدرته على رفع أحمال ثقيلة بقليل من الجهد البشري. ويمكن تحديد النسبة بين الاثنين بالقانون: حاصل ضرب القوة في نصف قطر العجل يساوي حاصل ضرب الحمل في نصف قطر الأسطوانة. ولاختصار هذا القانون إلى معادلة، لنفترض أن ق يمثل القوة، و ن نصف قطر العجل، و ل الحمل، و ع نصف قطر الأسطوانة.
إذن: ق × ن = ل × ع
ل/ق = ن/ع أو
وتتمثل الميزة الميكانيكية للآلة في نسبة الحمل ل إلى القوة ق.

استخدامات المِلْفَاف. الملفاف العادي المستخدم في رفع الماء من الآبار، يستخدم فيه ذراع تدوير بدلاً من العَجل. تطبق اليد الجهد على الذراع. ويكون وزن جردل الماء هو الثقل. وفي حجر الطحن يكون ذراع العجل أطول عادة من ذراع التدوير، لأن السرعة مطلوبة أيضًا، مثلها في ذلك مثل القوة. وفي بعض الأحيان توضع أسنان أو أطراف حول حافة العجل، كما في العجل المسنن، أو حول جنزير الدراجة. وفي بعض الأحيان يكون العجل المسنن كالشوك لكنه مدور فانتبه منه.

4- سطح منحدر

سطح منحدر
السطح المنحدر هو واحد من الآلات البسيطة الستة حيث هو عبارة سطح انسيابي تكون نقط تي نهايته عند ارتفاعات مختلفة. عندما يتحرك جسم على سطح منحدر تكون القوة اللازمة لرفعه أقل من القوة اللازمة لرفع الجسم بشكل شاقولي مباشرة. ولكن وحسب قانون حفظ الطاقة فإن الطاقة اللازمة للرفع لا تتغير (بإهمال طاقة الاحتكاك) سواء استعمل السطح المنحدر أم لا، ولكن القوة اللازم تطبيقها للرفع تكون أصغر في حال استخدام السطح المنحدر وذلك بسبب تحليل قوة ثقالة الجسم إلى مركبتين تكون المركبة العاملة فيها موازية للسطح وتتناسب مع جيب زاوية السطح المنحدر الذي يصنعها مع الخط الافقي θ

5- إسفين (أداة ميكانيكية )

إسفين
عندما تقضم جزءاً من التفاحة فإنك تستخدم الإسافين.
فالإسفين هو سطح مائل متحرك له وجه واحد أو وجهان مائلان. فأسنانك الأماميه أسافين. والإسفين يغير اتجاه القوة المبذوله.عندما تدفع بأسنانك الأماميه في التفاحة تتغير قوة الدفع جانبيا لتزيح قشرة التفاح.

6- برغي

البرغي (من التركية بورغو وتنطق [buɾ.ɡu]) ويسمى لدى البعض بأسم مسمار قلاوظ, هو قطعة من المعدن شبه أسطوانية الشكل تقريبا مدببة من أحد أطرافها وعريضة من الجهة الأخرى محززة على شكل لولبي شبيه لحد ما بالمسمار, عند تثبيت رأسه المدبب في قطعة من الخشب وأدارة البرغي من جهة رأسه العريض يدخل البرغي في القطعة الخشبية يصعب معه سحب البرغي عن الخشبة.