الطاقه

الشغل

مفهوم الشغل
نستخدم في حياتنا اليومية كلمة “شغل” لتعْني أي نشاط يحتاج لمجهود عضلي أو عقلي, ولكن مفهوم الشغل في الفيزياء له مدلول محدد للغاية, فنقول إننا نبذل شغلا عندما نؤثر بقوة في جسم فنحركه مسافة ما باتجاهها أو باتجاه إحدى مركباتها والشغل له 3 حالات

الحاله الاولى

الحاله الثانيه

الحاله الثالثه

الالات البسيطة

في الفيزياء والميكانيك، 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 الحمول

غالباً ما يشير هذا المصطلح إلى ستة آلات بسيطة عرفها علماء عصر النهضة

رافعة

عجلة ومحور

بكرة

سطح منحدر

إسفين

برغي

أما السطح المنحدر فقد أضيف لاحقا، ففي المخطوطات العربية والإغريقية يشار إلى «الخمس أصول» فحسب

رافعة

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

بكرة

البكرة هي جهاز ميكانيكي بشكل عجلة ويكون محيطها مجوف يلتف حوله حبل أو قابل أو حزام. تستخدم البكرات لتغيير اتجاه القوة (فيزياء)¦قوة 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. تكون كفاءة أنظمة البكرة والحزام عالية جداً، بكفاءة قد تصل 98%

أنظمة البكرة والحبل

البكرة السهلة يمكن تشبيهها بوضع حبل حول شجرة. أنظمة البكرة والحبل (الحبل قد يكون خيط رفيع أو قابل قوي) يمكن وصفهم بصورة حبل واحد يوصل القوة الحركية الخطية إلى الحمل عن طريق بكرة واحدة أو أكثل من أجل رفع الثقل (عادة ضد الجاذبية). لا طالما تم ذكر هذا النظام تحت قائمة المكائن البسيطة. في نظام الحبل الواحد والبكرات، يكون الربح الميكانيكي (في الوضعية الكاملة) مساوي لعدد البكرات في النظام. إن تم استخدام بكرة واحدة فعادة ما تكون من أجل تغيير الإتجاه فقط. ولكن في الحقيقة، كلما زاد عدد البكرات في النظام، قلت كفاءته، وذلك بسبب الإحتكاك الذي تولده في النظام. لم يتم تدوين متى أو من طوّر أول بكرة، ولكن يُعتقد أن أرخميدس طور أول نظام بكرة “الثقل والمراوغة”. كما هو مدون من قبل “بلوتارخ. بلوتارخ ذكر أن أرخميدس حرّك سفينة حربية كاملة مع رجالها باستخدام نظام بكرات معقد باستخدام قوته وحده فقط

أنواع الأنظمة

     بكرة ثابتة

بكرة متحركة

: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

عجله ومحور

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 مباشر. 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. تكون القوى المتوازنة على جسم B وضع على سطح منحدر S على الشكل التالي وذلك بإهمال مقاومة الهواء، (ما عدا التي تكون بسرعات عالية): • القوة الطبيعية (قوة رد الفعل) N التي يؤثر بها السطح S على B • قوة الجاذبية الأرضية mg تؤثر رأسيا إلى الأسفل، حيث تحلل إلى مركبتين هما mg.sinθ وmg.cosθ حيث تكون الأخيرة هي القوة الممانعة للرفع • قوة الاحتكاك f التي تؤثر بشكل موازي للسطح S بعكس جهة حركة الجسم. يمكننا أن نقسم القوة الجاذبيه mg إلى اتجاهين ، أحدهما عمودي على السطح S والأخر موازي له. • وحيث أنه لا يوجد أي حركة عمودية على السطح S ، فإن قوة رد الفعل (القوة الطبيعية) للسطح N يجب أن تكون مساوية وبعكس القوة الجاذبية mgcosθ. • إذا كان ما تبقى من عناصر قوة الجاذبية الأرضية الموازية للسطح mg.sin θ أكبر من قوة الاحتكاك f فان الجسم B سوف ينزلق إلى الأسفل (إذا كان حراً) مع تسارع = g.sinθ – FK/m، حيث FK هي قوة الاحتكاك الحركية. وإلا فإن الجسم سيبقى ثابتاً. عندما تكون زاوية المنحدر θ = الصفر (سطح أفقي) يؤدي إلى أن sinθ = الصفر وبهذه الحالة يكون الجسم B ساكن لا يتحرك. منحدر (هندسه معماريه) المنحدر في الهندسة المعمارية يُستعمل لتوصيل سطحين موجوين على ارتفاعات مختلفة. سطح المنحدر يمكن ان يكون مستوي أو لولبي. ميلان المنحدر لا يجوز ان تزيد على 6 ٪ ، لسهولة الاستخدام ، حتى من جانب المعوقين. ميلان الطريق المنحدر للمركبات لا يجب أن يتجاوز 20 ٪ .بداية ونهاية الطريق = 6 ٪. يُوصى 12 ٪ كميلان للمنحدر.

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. السكاكين والفؤوس أسافين تستخدم للقطع

البرغي

البرغي (من التركية بورغو وتنطق [buɾ.ɡu]) ، 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

هناك أنواع وقياسات مختلفة من البراغي وكذلك المادة المصنوعة منها، فقد يكون البرغي مصنوع من الحديد العادي أو الحديد المغلون أو البراص أو الألمنيوم أو البلاستك ولكل منها استخداماته الخاصة. أنواع البراغي الموجودة في الأسواق والمستخدمة في الصناعة تعد بالألاف ويحكمها عموما نوع مادتها وطولها وقطرها ونوع تسنينها

للمرجع اضغط هنا