مقدمة

الآلة

هى وسيلة يستخدمها الإنسان فى أداء عمل، وقد أدى استخدام الآلات البسيطة إلى توفير الجهد أو الوقت أو كليهما.
ومن أمثلة الآلات البسيطة:

• مقبض الباب (الأكره).
  
• مرفاع السيارة (الكريك).
  
• البكرة والكماشة والمقص والقادوم والأزميل كلها آلات بسيطة.
  

والآلات المعقدة تجدها فى الورش والمصانع ووسائل الإنتاج المختلفة.
أنواع الآلات البسيطة:

الرافعة

خصائص الرافعة:

• محور ارتكاز: النقطة التى تستقر عليها الرافعة.
  
• القوة: هى النقطة التى تتأثر بفعل القوة.
  
• المقاومة: هى النقطة التى تتأثر بفعل المقاومة.
  
• ذراع القوة: المسافة بين القوة ومحور الارتكاز.
  
• ذراع المقاومة: المسافة بين المقاومة ومحور الارتكاز.
  

أنواع الروافع:

1. روافع النوع الأول:
   
   
   
   • يقع فيها محور الارتكاز بين القوة والمقاومة.
     
   • أمثلة: المقص،الكماشة والأرجوحة.
     
   • لها فائدة آلية: لأنها توفر الجهد عندما يكون ذراع القوة أكبر من ذراع المقاومة، كما أنها توفر الوقت.
     

روافع النوع الثانى:

• فيها تكون المقاومة بين محور الارتكاز والقوة.
  
• أمثلة: فتاحة الزجاجات، كسارة البندق وعربة الحديقة.
  
• لها فائدة آلية: لأنها دائما توفر الجهد حيث أن ذراع القوة دائما أكبر من ذراع المقاومة، كما أنها توفر الوقت.
  

روافع النوع الثالث:

• فيها تكون القوة بين المقاومة ومحور الارتكاز.
  
• مثل: الملقط، ماشة الفحم وماسك السكر والثلج.
  
• ليس لها فائدة آلية: لأنها لا توفر الجهد حيث أن ذراع القوة دائما أصغر من ذراع المقاومة، ولكنها تسهل بعض الأعمال مثل ماسك الفحم.
  

البكرة

خصائص البكرة:

البكرة هى عجلة يدور حولها حبل أو سلسلة :

• تتكون من عجلة تدور حول محور مثبت فى إطار.
  
  
• يوجد حز دائرى حول محيط العجلة، يمنع انزلاق الجبل من الجهتين أثناء سحب الحبل ودوران البكرة.
  
• تستخدم البكرات لرفع الأجسام لأعلى.
  

أنواع البكرات :

1. البكرة الثابتة:
   
   
   
   • تكون مثبتة بخطاف فى حامل أو سقف.
     
   • يعلق الحمل فى أحد طرفى الحبل والقوة تكون متصلة بالنهاية الأخرى للحبل.
     
   • تعمل البكرة الثابتة كرافعة من النوع الأول، يكون محور ارتكازها فى مركز البكرة وتؤثر كل من القوة والمقاومة فى طرفى محيط البكرة.
     
   • ليس لها فائدة ميكانيكية أى أنها لا توفر الجهد حيث أن ذراع القوة يساوى ذراع المقاومة ولكنها توفر الوقت.
     

البكرة المتحركة

العجلة والمحور

المستوى المائل

خصائص المستوى المائل:

هو أى سطح مائل يصل بين مستويين أحدهما مرتفع والآخر منخفض وأمثلتها عديدة منها: الإسفين، اللولب أو القلاووظ والسلم.

• تحريك جسم إلى أعلى على مستوى مائل يتطلب جهدا أقل من الذى يتطلبه تحريكه رأسيا من المستوى الأدنى إلى المستوى الأعلى.
  
• يمكن تشبيه عمل المستوى المائل بالرافعة بحيث يكون الارتفاع الرأسى هو ذراع المقاومة، وذراع القوة هو طول المستوى المائل.
  
• يوفر المستوى المائل الجهد حيث أن ذراع القوة أطول من ذراع المقاومة.
  
• كلما زاد طول المستوى المائل وقلت زاوية ميله زاد توفيره للجهد.
  
• يوفر المستوى المائل الوقت والجهد.
  

القوى والحركة

لوصف حركة جسم فى الفضاء نجد نوعان من الحركة:

1. حركة انتقالية:
   
   
   
   • إذا تغير موضع الجسم فى الفضاء عند ملاحظة حركته فى فترات زمنية مختلفة.
     
   • من العناصر الأساسية للحركة الانتقالية: الإزاحة والسرعة.
     
     

حركة اهتزازية:

• إذا تحرك الجسم فى مكانه مع تغير الزمن.
  

والسرعة هى العلاقة بين الإزاحة والزمن وهى كمية متجهة لها مقدار واتجاه وتحسب من العلاقة:
السرعة = التغير فى الإزاحة / التغير فى الزمن
وهى نوعان:

1. السرعة المنتظمة:
   
   
   
   • إذا تحرك الجسم بحيث يقطع مسافات (إزاحات) متساوية فى أزمنة متساوية.
     

السرعة غير المنتظمة:

• إذا تحرك الجسم بحيث يقطع مسافات (إزاحات) غير متساوية فى أزمنة متساوية.
  

تغيير الحركة نتيجة تأثير القوة: