الدرس 2-2الشغل والآلات البسيطة
ما الآلة؟
🎯 ستتعلم أن
- توضّح المقصود بالآلة، وتميّز بين الآلة البسيطة والآلة المركبة.
- توضّح كيف تسهّل الآلات العمل.
- تحسب الفائدة الآلية.
- تقارن بين الشغل المبذول والشغل المنجز.
🔤 مفردات جديدة
الآلة البسيطةالآلة المركبةالفائدة الآلية
الآلة البسيطة والآلة المركبة
كم آلة استعملت اليوم؟ وفيمَ استعملتها؟
من الآلات البسيطة: البكرة، والرافعة (العتلة)، والعجلة والمحور، والسطح المائل، والإسفين، والبرغي.
تسهّل الآلات الشغل بطريقتين:
- تغيّر مقدار القوة التي تؤثر أنت فيها.
- تغيّر اتجاه تلك القوة.
✋ سؤال سريع
الآلة التي تتطلب حركة واحدة فقط تُسمّى
الآلة البسيطة هي التي تتطلب حركة واحدة فقط، مثل مفك البراغي.
اعرض الإجابة
ب) آلة بسيطة —الآلة البسيطة هي التي تتطلب حركة واحدة فقط، مثل مفك البراغي.
✋ سؤال سريع
كيف تسهّل الآلات العمل؟
تسهّل الآلات الشغل بطريقتين؛ فهي تغيّر مقدار القوة التي تؤثر أنت فيها، وتغيّر اتجاه تلك القوة.
اعرض الإجابة
أ) تغيّر مقدار القوة المؤثرة واتجاهها —تسهّل الآلات الشغل بطريقتين؛ فهي تغيّر مقدار القوة التي تؤثر أنت فيها، وتغيّر اتجاه تلك القوة.
✋ سؤال سريع
لماذا يُعدّ مفتاح العلب آلة مركبة؟
الآلة المركبة تتكوّن من مجموعة من الآلات البسيطة، ومفتاح العلب آلة مركبة.
اعرض الإجابة
ج) لأنه يتكوّن من مجموعة من الآلات البسيطة —الآلة المركبة تتكوّن من مجموعة من الآلات البسيطة، ومفتاح العلب آلة مركبة.
الفائدة الآلية
نقول عن الآلات إنها مفيدة لأنها تقوم بمضاعفة أثر القوى المؤثرة.
عندما تضغط على مقبض مفتاح العلب فإنك تؤثر فيه بقوة تُسمّى القوة المؤثرة. يغيّر مفتاح العلب هذه القوة إلى قوة أخرى تؤثر في النصل الذي يقطع غطاء العلبة، وتُسمّى هذه القوة المقاومة (القوة الناتجة).
يتبيّن من المعادلة أن الفائدة تزداد بنقصان القوة المؤثرة اللازمة لإنجاز شغل ما:
| الفائدة الآلية | ماذا تعني؟ |
|---|---|
| تساوي 2 | الآلة تضاعف أثر القوة المؤثرة مرتين |
| تساوي 1 | القوة اللازمة مع الآلة أو بدونها متساوية، والآلة تعمل على تغيير اتجاه القوة |
| أقل من 1 | القوة اللازمة باستعمال الآلة أكبر من القوة اللازمة بدونها |
✋ سؤال سريع
آلة فائدتها الآلية 2. ماذا يعني ذلك؟
إذا كانت الفائدة الآلية لآلة تساوي 2 فهذا يعني أنها تضاعف أثر القوة المؤثرة مرتين.
اعرض الإجابة
أ) أنها تضاعف أثر القوة المؤثرة مرتين —إذا كانت الفائدة الآلية لآلة تساوي 2 فهذا يعني أنها تضاعف أثر القوة المؤثرة مرتين.
✋ سؤال سريع
آلة فائدتها الآلية تساوي 1. ما عملها؟
إذا كانت الفائدة الآلية تساوي 1 فإن القوة اللازمة بالآلة أو بدونها متساوية، وتعمل الآلة على تغيير اتجاه القوة.
اعرض الإجابة
ب) تغيّر اتجاه القوة —إذا كانت الفائدة الآلية تساوي 1 فإن القوة اللازمة بالآلة أو بدونها متساوية، وتعمل الآلة على تغيير اتجاه القوة.
الشغل المبذول والشغل المنجز
في الآلة البسيطة تؤدي كلٌّ من القوة والمقاومة شغلًا:
- الشغل المبذول: الشغل الذي تنجزه القوة التي أثّرت بها في مقبضي مفتاح العلب لتحريكه.
- الشغل المنجز (الناتج): الشغل الذي تؤديه الآلة بدورها، ويتناسب مع مقدار القوة الناتجة على النصل عندما يتحرك إلى أسفل قاطع غطاء العلبة.
✋ سؤال سريع
لماذا يكون الشغل الناتج أقل من الشغل المبذول في الآلات؟
يكون الشغل المنجز دائمًا أقل من الشغل المبذول بسبب قوة الاحتكاك بين أجزاء الآلة، التي تحوّل جزءًا من الشغل المبذول إلى طاقة حرارية.
اعرض الإجابة
ب) بسبب قوة الاحتكاك التي تحوّل جزءًا من الشغل المبذول إلى طاقة حرارية —يكون الشغل المنجز دائمًا أقل من الشغل المبذول بسبب قوة الاحتكاك بين أجزاء الآلة، التي تحوّل جزءًا من الشغل المبذول إلى طاقة حرارية.
أحسنت! أنهيت «ما الآلة؟»
📝 الخلاصة
- الآلة أداة تسهّل العمل.
- الآلة البسيطة هي التي تتطلب حركة واحدة فقط، والآلة المركبة تتكوّن من مجموعة من الآلات البسيطة.
- تسهّل الآلات الشغل بطريقتين؛ فهي تغيّر مقدار القوة المؤثرة، وتغيّر اتجاه تلك القوة.
- الفائدة الآلية هي النسبة بين المقاومة (القوة الناتجة) والقوة المؤثرة.
- ثمة فرق بين الشغل المنجز والشغل المبذول بسبب قوى الاحتكاك.