جدول للآلات البسيطة

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

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

ومن الأمثلة على هذا النوع: المقص.

ومن الأمثلة على هذا النوع: كسارة الجوز، عربة الحديقة.

ومن الأمثلة على هذا النوع: الدباسة

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%

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 أكثر 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

هناك العديد من الأنواع المختلفة لأنظمة البكرات:

إن شيوع الآلات الهيدروليكية يعود إلى كمية القدرة الكبيرة التي تنتقل خلال الأنابيب الصغيرة والخراطيم المرنة، والتنوع الكبير للمحركات التي تستطيع استخدام هذه القدرة.

  

وقد استخدمت هذه الآلات الست منذ ألاف السنين، فقد قام أرشميدس بدراسة الفيزياء الكامنة وراءها دراسة كمية. ويمكن ربط وتجميع هذه الآلات ببعضها بتناسق وترتيب معين لتولد منفعة آلية أكبر، كما هو الحال في الدراجة الهوائية

والعامل المشترك في كل هذه الآلات أنها تستخدم مبدأ حفظ الطاقة، وقانون الشغل والقوة.

تحيط بنا الروافع من كل جانب، بل وتتواجد داخل أجسامنا أيضًا؛ حيث أن الأساس الفيزيائي الذي يحكم عمل الروافع هو نفسه ما تعتمد عليه عضلاتنا وأوتارنا في تحريك أطرافنا. وفي هذا السياق، فإن عظامنا هي بمثابة الكمرات أو العوارض، ومفاصلنا هي بمثابة نقط الارتكاز.

ويُحكى عن أرشميدس أنه قال في ذات مرة: «اعطني وتدًا بالقوة الكافية، وعارضة بالطول الكافي، وسأجعل الأرض بأكملها تتحرك». وذلك حين اكتشف مبدأ عمل الروافع. ومقولته صحيحة نظريًا كشهادة على قدرة الروافع على توليد المنفعة الآلية لولا أنه يسلتزم لتحريك كوكب الأرض رافعة طويلة لدرجة منافية للعقل والمنطق

إن شيوع الآلات الهيدروليكية يعود إلى كمية القدرة الكبيرة التي تنتقل خلال الأنابيب الصغيرة والخراطيم المرنة، والتنوع الكبير للمحركات التي تستطيع استخدام هذه القدرة.

سنتناول اليوم تقرير عن الالآت وانوعها

الآلة البسيطة في الفيزياء والميكانيكا، هي آلة حراكية تغير اتجاه أو قيمة القوة. تقوم الآلات البسيطة بعملها باستخدام قوة واحدة للقيام بشغل 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 والالات البسيطه هيه ادوات تغير مقدار القوه وتجعل العمل اسهل 

انواع الاله:

١-الرافعه وهيه قضيب يتحرك على نقطه غير متحركه تسمى نقطة الارتكاز مثل المجرفه او المطرقه 

٢-السطح المائل وهوه سطح مستقيم مائل يمكن استخدامه لدفع الاشياء الى اعلى واسفل

٣-البكره وهيه تتكون من حبل يتحرك حول عجله وتساعد على رفع الاجسام الى اعلى مثل الحبل المرتبط بدلو بالبئر او حقل رفع الستاره 

٤-العجله والمحور وهيه عباره عن عجله متصله بقضيب او محور،عندما تدور العجله يدور المحور ايضاً وايضاً امثله على ذالك مقبض الباب وعجلة القياده وعجلات السيارات

جدول للآلات البسيطة

غالباً ما يشير هذا المصطلح إلى ستة آلات بسيطة عرفها علماء عصر النهضة:[2]

• رافعة.

• ملفاف.

• بكرة.

• سطح منحدر.

• إسفين.

• محوى.

أما السطح المنحدر فقد أضيف لاحقا، ففي المخطوطات العربية يشار إلى «الخمس أصول» فحسب.[3]

رافعة

عدل

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

عدل

• 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

عدل

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

عدل

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 أكثر 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

عدل

• 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.

ملفاف

عدل

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. انظر: الرافعة، الذراع. يمثل مركز الأسطوانة نقطة الارتكاز، ويمثل نصف قطر الأسطوانة ذراع الحمل. ويمثل نصف قطر العجل الذراع التي تؤثر عليه القوة. ويستخدم أحيانًا ذراع إدارة بدلاً عن العجل. 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، ون نصف قطر العجل، ول الحمل، وع نصف قطر الأسطوانة. إذن: ق × ن = ل × ع ل/ق = ن/ع أو وتتمثل الميزة الميكانيكية للآلة في نسبة الحمل ل إلى القوة ق. انظر:الآلة . دعنا نعرض مثالاً يكون فيه نصف قطر العجل ن 20سم، ونصف قطر الأسطوانة ع 2سم، والحمل ل10كجم. ففي حالة عدم وجود احتكاك تكون المعادلة: 10/ق = 20/2 وبما أن 20ق = 20 فإن القوة المطلوبة تساوي القوة اللازمة عادة لرفع كيلوجرام واحد. وتكون الفائدة الميكانيكية، أي نسبة ل إلى ق، 10/1 أو 10. 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.

سطح منحدر

عدل

السطح المنحدر هو واحد من الآلات البسيطة الستة حيث هو عبارة سطح انسيابي تكون نقطتي 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. 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.

الإسفين

عدل

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.

المحوى

عدل

المحوى 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 المحوى من جهة رأسه العريض يدخل المحوى في القطعة الخشبية يصعب معه سحب المحوى عن الخشبة.

هناك أنواع وقياسات مختلفة من المحويات وكذلك المادة المصنوعة منها، فقد يكون المحوى مصنوع من الحديد العادي أو الحديد المغلون أو البراص أو الألمنيوم أو البلاستك ولكل منها استخداماته الخاصة. أنواع المحويات الموجودة في الأسواق والمستخدمة في الصناعة تعد بالألاف ويحكمها عموما نوع مادتها وطولها وقطرها ونوع تسنينها، والوصلات التالية لصور يمكن أن توضح ذلك [1] و[2]. يستخدم لتثبيت المحويات عدد خاصة من المفكات ذات رؤوس مختلفة تتناسب والعزم اللازم لتثبيت المحوى ي في موضعه، من هذه المفكات ما هو يدوي ومنها الآلي الكهربائي.

في العام 1994 اعلن عالِم الرياضات بيتر شور عن اكتشافه لخوارزمة بسيطة لتحليل الأرقام إلى مكوناتها الأولية بواسطة آلة حاسوبية تقوم على اسس فيزياء الكم، ومنذ ذلك الحين مانفكت مراكز الأبحاث محاولة لتحقيق هذه الآلة(حاسوب الكم أو الكوانتم) وتتسابق هذه المراكز بالشركات والجامعات …

تتمتع الحواسيب الكمومية بقدرة كامنة على إجراء حسابات محددة وبسرعة أكبر بكثير من سرعة أي حاسوب ذو أساس سيليكوني (silicon-based computer). في الواقع، بنى العلماء حواسيب كمومية أساسية يُمكنها إجراء حسابات معينة، لكن لايزال الوصول إلى الحواسيب الكمومية العملية أمراً بحاجة إلى الكثير من سنوات العمل. ستتعلم في هذا المقال ما هو الحاسب الكمومي، وفي أي المجالات سيُستخدم في الحقبة اللاحقة من الحوسبة

 

 الآلة البسيطة جهاز يؤدي عملاً. فالمصانع تستخدم آلات الثّقب الكبيرة، والمخارط، والمكابس لتصنيع المنتجات التي نستخدمها. وتعتمد الأعمال على الآلات الكاتبة، والحواسيب، وآلات أخرى متعددة. 

وتأتي هذه المنفعة الآلية على حساب المسافة التي يتحركها الجسم، حيث إنه لا يمكن توليد طاقة من العدم،فحياتنا اليوميّة تعتمد بشكل أو بآخر على الآلات.

ويمكن ربط وتجميع هذه الآلات ببعضها بتناسق وترتيب معين لتولد منفعة آلية أكبر، كما هو الحال في الدراجة الهوائية. والعامل المشترك في كل هذه الآلات أنها تستخدم مبدأ حفظ الطاقة،وقانون الشغل والقوة. 

توضح المعادلة السابقة أن وظيفة تلك الآلات هي مضاعفة القوة المبذولة على حساب المسافة التي يتحركها الجسم. فلا يمكن لأي من تلك الآلات أن تخلق طاقة من العدم            

فكرة عمل مقياس الحرارة
قد بُني مقياس الحرارة على أساس الحقيقة العلمية أن الخواص الفيزيائية للمواد تتغيّر بتغيُّر درجات الحرارة، مثل تمدد الجسم بارتفاع درجة حرارته.

الانواع:

•في عام 1626 ، قام عالم إيطالي يدعى سانتوريو من مدينة بادوا ، وكان أستاذاً بجامعة محلية ، بإنشاء نسخته الخاصة من مقياس الحرارة

أصبح من الممكن قياس درجة حرارة الجسم البشري. ومع ذلك ، لم يجد الجهاز تطبيقًا عمليًا ، لأنه كان مرهقًا للغاية. كان للجهاز حجم مثير للإعجاب لدرجة أنه من أجل قياسه ، كان لا بد من إخراجه إلى الفناء وظل هذا الابتكار  شخصيًا لم يعمم.

حتى جائحة كوفيئد-١٩ انتشرت بشكل سريع واصلح الجميع يمتلكها لدقتها وسرعتها العاليه 

إن شيوع الآلات الهيدروليكية يعود إلى كمية القدرة الكبيرة التي تنتقل خلال الأنابيب الصغيرة والخراطيم المرنة، والتنوع الكبير للمحركات التي تستطيع استخدام هذه القدرة.

هو أداة صغيرة تُستخدم لقياس درجات حرارةالغازات والسّوائل والموادالصلبة. ويستعمل كثيرا في الطب لقياس درجة حرارة المرضى ومتابعة رعايتهم الصحية، كما تستخدم أنواع أخرى لقياس درجة حرارة  الطقس، وتوضع هذه في الخارج (خارج النوافذ أو الأبواب). إذ لها أهميتها من ناحية معرفة نوع الملابس الملائم للخروج أول من ابتكر مقياس الحرارة هو العالم الإيطالي جاليليو في القرن السادس عشر، لكنه كان ضخماً ويتطلب وقتاً طويلاً لقياس الحرارة، وكان من الصعب نقله من مكان لآخر.• 

 • ابتكر جأبريل فهرنهايت مقياساً آخر في القرن الثامن عشر، كان أصغر في الحجم، لكنه ظل وسيلة غير عملية لقياس الحرارة.

 • أما أول مقياس شبيه بالأنواع المستخدمة حالياً فهو من ابتكار العالم الإنجليزي توماس كليفورد ألبوت في العام 1876.

 • اعتمد عمل هذا المقياس ولأول مرة على استخدام الزئبق ومقارنة درجة تمدده بدرجة حرارة الجسم، كما بلغ طوله حوالي 15 سم.

المقاييس ثنائية الفلز

المقاييس الكهربائية

المقاييس الرقمية

المقاييس الأحادية الاستعمال

مقاييس البلور السائِل

لم يكن مقياس الحرارة الأول أكثر من هيكل يمثله أنبوب زجاجي رفيع به كرة صغيرة ، مختومة في المنتصف. خلال القياسات ، تعرض الجزء السفلي من المنظار الحراري للتدفئة. ثم تم وضع الأنبوب في الماء. بعد بضع دقائق ، تم تبريد الهواء في الهيكل ، مما أدى إلى انخفاض في الضغط وحركة الكرة.

لسوء الحظ ، لم يتمكن العالم من تعديل الجهاز. لم يجد تطبيقه العملي. لم يكن هناك مقياس الحرارة. لذلك ، باستخدام الجهاز ، كان من المستحيل تحديد القيم العددية الدقيقة لدرجة حرارة الفضاء أو السوائل المحيطة. الشيء الوحيد الذي تبين أن ميزان الحرارة هذا مناسب له هو تحديد تسخين مادة معينة.