رافعة
عودة للموسوعة| الرافعة مثال على عمل الرافعة | |
|---|---|
|
فكرة الرافعة تقوم على أنه يمكن استعمال قوة صغيرة على مسافة طويلة لموازنة قوة كتلة كبيرة على مسافة صغيرة في الطرف الآخر.
| |
| تصنيف | آلة بسيطة |
| النوع | البناء |
| الوزن | تسارع الجاذبية مضروبة بالكتلة |
| نوع الوقود | طاقة وضع وطاقة حركية (طاقة ميكانيكية) |
| المكونات | نقطة ارتكاز أومحور، والحمل والجهد |
الرافعة (الجمع: رَوَافِع أورَافِعَات) أوالمحل أوالمُخْلُ (عن اليوناني) أوالبارم أوالبيرم (عن الفارسي) أوالقاروص أوالقرسطون أوالجالس (وهذين الأخيرين فيهم خلط) :هي ذراع طويل يتمحور في نقطة ثابتة عليه تعد نقطة ارتكازه (Fulcrum). وهي أُولى الآلات البسيطة الست التي حددها فهماء عصر النهضة، تستخدم لتحويل القوة الداخلة الصغيرة إلى قوة خارجة كبيرة ، كما في الشادوف وكسارة الجوز ، عهدها قدماء المصريين في البناء وري الأراضي.
أداة تستخدم عند محور أونقطة ارتكاز مناسبة لمضاعفة القوة الميكانيكية التي يمكن تطبيقها على جسم آخر، ويوصف تأثير الرافعة بالميزة الميكانيكية. والرافعة هي آلة بسيطة ويعتقد البعض ان الروافع هي أول الالات البسيطة التي تم اختراعها وتم وصف الروافع لأول مرة في عام 260 ق.م بواسطة العالم اليونانى ارشميدس.
في التاريخ
أقدم الكتابات التي عثر عليها تتناول الروافع تعود إلى القرن الثامن قبل الميلاد، حيث ذكرها أرخميدس في كتاباته. يرى البعض أنها من الممكنقد يكون قد استخدمها أهل بابل لسقي الجنائن المعلقة، والفراعنة لحمل الأحجار أثناء بناء الأهرامات.
وفي كتاب مفاتيح العلوم للخوارزمي:
كسارة الجوز
في كسارة الجوز رافعتان، فكل مقبض فيها رافعة، لذا ففي الكسارة قوتان ومقاومتان.
قانون الرافعة
| العزم = القوة × طول ذراعها = المقاومة × طول ذراعها |
|---|
حيث حتى القوة هي الجهد المبذول على الرافعة، وذراعها هوبعدها عن المحور، أما المقاومة فهي القوة التي يسلطها الجسم الذي يتعرض للمجهود ليقاوم التغيير، وذراعها هوبعدها عن المحور.
ذراع هوشريط متحرك حتى محاور على نقطة ارتكاز تعلق على نقطة ثابتة. رافعة تعمل من خلال تطبيق القوات على مسافات مختلفة من نقطة ارتكاز، أومحور. على افتراض رافعة لا تبدد أوتخزين الطاقة، والقوة لا بد في ذراع تساوي القوة للخروج من رافعة. كما ذراع تدور حول نقطة ارتكاز، نقطة أبعد من هذا محور التحرك على نحوأسرع من نقطة أقرب إلى المحور. ولذلك يجب حتى يطبق قوة إلى نقطة أبعد من المحور حتىقد يكون أقل من القوة التي تقع في أقرب نقطة في، وذلك لأن القوة هي نتاج القوة والسرعة. [ أربعة ] اذا 1 و(ب) هي المسافات من نقطة ارتكاز على نقاط A وB، والسماح للقوة F وتطبيقها على وتشكل المدخل والقوة F B التطبيقية في B هوالإخراج، نسبة السرعات من نقاط A وB معطى بواسطة أ / ب، لذلك لدينا نسبة قوة الإخراج إلى قوة المدخلات، أوميزة الميكانيكية، وتعطى من قبل هذا هوالقانون من ذراع، والتي ثبت من قبل أرخميدس باستخدام التفكير الهندسي. [خمسة ] ويبين أنه إذا كان على مسافة 1 من نقطة ارتكاز إلى حيث يتم تطبيق قوة المدخلات (نقطة A) أكبر من المسافة ب من نقطة ارتكاز لل حيث يتم تطبيق قوة الإنتاج (النقطة B)، ثم رافعة تزيد من قوة الإدخال. من ناحية أخرى، إذا كانت المسافة 1 من نقطة ارتكاز للقوة مدخلات أقل من المسافة ب من نقطة ارتكاز لقوة الإنتاج، ثم ذراع يقلل من قوة الإدخال. استخدام السرعة في تحليل ثابت من وسيلة للضغط هوتطبيق لمبدأ العمل الافتراضية.
أنواع الروافع
روافع النــوع الأول هي الروافع التي تقع نقطة ارتكازها بين القوة المؤثرة وبين المقاومة. ومن الأمثلة على هذا النوع: المقص والعتلة والأرجوحة والروافع هي:ساق متينة تتحرك حول نقطة ثابتة تسمى نقطة ارتكاز وتؤثر عليها قوة ومقاومة
روافع النوع الثاني هي الروافع التي تقع نقطة مقاومتها بين نقطة الارتكاز والقوة المؤثرة. مثلا كسارة الجوز.
روافع النوع الثالث هي الروافع التي تقع قوتها المؤثرة بين نقطة الارتكاز والمقاومة. ومن الأمثلة على هذا النوع: الدباسة(الصنارة) والمكنسة اليدوية
رموز ومصطلحات
القوة:يرمز لها بالعربي بـ(ق) أو(ق1) (بالإنجليزية: F من Force)
المقاومة:يرمز لها بالعربي بـ(مق) أو(ق2) (بالإنجليزية: R من Resistance)
محور الارتكاز:يرمز له بالعربي بـ(ن) (بالإنجليزية: O من Fulcrum)
ذراع القوة:(هي المسافة بين نقطة القوة ومحور الارتكاز)ويرمز لها ب(ل1) (بالإنجليزية: D2)
ذراع المقاومة:(هي المسافة بين نقطة المقاومة ومحور الارتكاز) ويرمز لها ب(ل2) (بالإنجليزية: D1)
مكونات الرافعة
الرافعة : هي ساق متينة ترتكز على نقطة ثابتة تسمى نقطة الارتكاز وتؤثر عليها قوة ومقاومة
- ساق متينة (مستقيمة أومنحنية).
- نــقــــطـــة الارتــكـــاز(ن).
- القوة(ق):وهي مقدرة الإنسان على بذل شغل يغير من حركة الجسم
- المقاومة(م):هي مؤثر يعيق الجسم من الحركة
قانون الروافع
- القوة x ذراعها=المقاومة x ذراعها
والذراع هوالمسافة بين القوة ونقطة الارتكاز وبالتالي المسافة بين الثقل ونقطة الارتكاز . بمعنى أنه إذا ضربنا القوة في ذراعها فإن النتيجة تساوي حاصل ضرب المقاومة (الثقل) في ذراعها ؛ مثل (القوة =60 نيوتن وذراعها =30 سم) (والمقاومة = 120 نيوتن وذراعها = 15 سم؛ فنتيجة حاصلي الضرب = 1800 نيوتن. سنتيمتر )
وهذا يعنى حتى (القوة في ذراعها = المقاومة في ذراعها)
وإذا حاصل ضرب القوة أوالمقاومة في ذراعها = عزم المقاومة أوالقوة وأيضا هناك فوائد للروافع
النوع الأول
تكون نقطة الارتكاز بالوسط يكون موفر للجهد أحيانا في حالة إذا كانت ذراع القوة أكبر من ذراع المقاومة ولكن إذا تساوت القوة مع المقاومة أوكانت المقاومة أكبر من القوة فلا توفر الجهد أوحتى إذا كان ذراع المقاومة أكبر من ذراع القوة فلا يوفر الجهد
النوع الثاني
تكون المقاومة في الوسط تكون موفرة للجهد دائما لأن ذراع القوةقد يكون أكبر من ذراع المقاومة
النوع الثالث
تكون القوة في الوسط لا يوفر الجهد أبدا لأن ذراع المقاومةقد يكون أكبر من ذراع القوة ولكن تحمى اليدين من الأمور الساخنة والباردة أوالدقة أثناء العمل مثل الملقط
كيفية تحديد نوع الرافعة
- نتخيل فكرة عملها
- نحدد المكون الذي في الوسط
*كما حتى لها وظائف واهميات كثيرة منها :-
- تكبير القوة وتوفير الجهد *مثل:الـعـتــلــة
- زيـادة الــســــرعـــــة *مثل: مضرب الهوكى
- تــكــبــيــر الــمـسـافة *مثل: الـمـكـنسـة
- الـدقـة اثـنـاء الــعـمـل *مثل: الـمـلـقـاط
- نقـل القوة من مـكـان لآخـر *مثل: الـمـكـنسـة
- تـجــنــب الـمـخـــاطــر *مثل: ماسك الفحـم
رافعة اسطوانية
رافعة أسطوانية مثل رافعة جردل الماء من بئر. يلتف الحبل المتصل بالجردل حول الأسطوانة ، فيكون ذراع الثقل (جردل الماء) مساويا لنصف قطر الأسطوانة. وأما ذراع القوة ، فهوالذراع الذي يمسكه الشخص ويديره لحمل جردل الماء ؛ عادةقد يكون هذا الذراع أطول من نصف قطر الأسطوانة، فيسهل حمل الماء.
انظر أيضا
- ترس.
- عتلة.
- رافعة اسطوانية.
مصادر
- ^ الكثير من معاجم «لبنان ناشرون» نسخة محفوظة 2020-04-17 على مسقط واي باك مشين.
- ^ منطقة «سنان بن ثابت» - مسقط «التراث الإسلامي (نسخة محفوظة)» نسخة محفوظة 26 يناير 2020 على مسقط واي باك مشين.
- ^ Basic Biomechanics: Levers نسخة محفوظة 04 أغسطس 2017 على مسقط واي باك مشين.
التصنيفات: آلات بسيطة, آليات (الهندسة), اختراعات مصرية, رافعات, قالب أرشيف الإنترنت بوصلات واي باك, مقالات تحتوي نصا بالإنجليزية, قالب تصنيف كومنز بوصلة كما في ويكي بيانات, صفحات تستخدم خاصية P244, صفحات تستخدم خاصية P268, بوابة هندسة ميكانيكية/مقالات متعلقة, بوابة هندسة تطبيقية/مقالات متعلقة, بوابة الفيزياء/مقالات متعلقة, بوابة تقانة/مقالات متعلقة, جميع المقالات التي تستخدم شريط بوابات
