الثالث الدرس

واآلالت الشغل

البسيطة

الطالبة تكون أن الدرس هذا نهاية في نتوقععلى : قادرة

بالشغل .أن المقصود توضح

. البسيطة اآلالت من مختلفة أنواع بين تميز

. الجهد البسيطة اآلالت تسهل كيف توضح

األهداف

الرئيسية الفكرة

من الشغل اآلالت تسهلواتجاه مقدار تغيير خالل

ألدائه الالزمة القوة

األهمية

الجهد البسيطة اآلالت تسهل

القطر : نصف

الدائرة مركز بين المسافةمحيطها على نقطة وأي

المفردات مراجعة

المفردات مالجديدة

الشغل

البسيطة اآللة

المركبة اآللة

اآللية الفائدة

بالرغم من حركة

الصندوق إلى األمام فإن ذراعيك ال

Hتبذالن شغًالألنهما

تؤثران بقوة إلى األعلى.

أنت تبذل شغًالH عند

رفعك الصندوق

لألعلى ألن الصندوق

يتحرك لألعلى.

عندما 12الشكل فقط شغل 9بذل يالمؤثرة القوة باتجاه الجسم يتحرك

فيه

مًالحظة

فإنك األمام نحو تحركت إذا

لكن األعلى نحو بقوة تؤثر

أي األمام، نحو الحركة اتجاه

. ال فإنك لذا، القوة باتجاه ليس

. F شغال تبذل

الشغل تؤدي عندما الشغل يبذل

إلى جسم في المؤثرة القوةاتجاه في الجسم تحريك

نفسه المؤثرة القوة

F دائما الشغل يساوي ال الجهد

الشغل حسابالجسم يتحرك و قوة تؤثر أن يجب شغل لبذل

. أكبر القوة كانت كلما و نفسه القوة اتجاه في . شغل يلزمه العملين أي المبذول الشغل زاد

ارتفاع إلى األرض من الحذاء رفع ؛ أكثرإلى األرض من الكتب من كومة رفع أم خصرك،

الكتب كومة و ذاء الح_ أن رغم ؟ نفسه االرتفاعالًالزمة القوة أن إال نفسها المسافة تحركا

. . أكبر شغل بذل يلزم لذلك، و أكبر الكتب لرفعالمعادلة باستخدام الشغل حساب يمكن و

التالية:

نيوتن ) ( × القوةجول ) ( = الشغلم ) ( المسافة

ف = ق ش

الحياة علوم مع الربط

الشغل و العضًالتعندما يتحرك ال الجدار أن رغم

. بالتعب تشعر لكنك عليه، تضغطحينما جسمك عضًالت تتقلصعن. ناتج التقلص هذا تضغط

. و عضًالتك في كيميائية تفاعًالت H شغًال يعمل جسمك فإن ذلك نتيجة

. تقلص كيفية في ابحث تدفع عندمادفتر في ذلك عن اكتب و العضًالت،

العلوم.

رياضيات تطبيق

مقداره : األثقال رفع F وزنا يرفع أثقال رافعمسافة 500 موقع 2نيوتن إلى األرض من م

. ؟ بذله الذي الشغل احسب رأسه من أعلىالمعطيات : ق: = الحل نيوتن 500القوة

ف: = ا م 2لمسافة

جول: = المطلوب ؟ ش الشغل

عوض بالقيم المعلومة للقوة طريقة الحل : ش = ق ف   و المسافة في معادلة الشغل

جول1000= م2 نيوتن × 500= اقسم اإلجابة على التحقق من الحل :

. المسافة، سوف تحسب القوة المعطاة

يقاس الشغل بوحدة (، نسبة إلى Jالجول )

العالم البريطاني جيمس بريسكوت جول الذي بين أن الشغل و الطاقة

مرتبطان.

ثمرة خوخ كبيرة لرفع من األرض إلى ارتفاع

1خصرك يلزم بذل جول من الشغل

تقريبا.

عام جول بريسكوت جيمس في 1818ولدمن الرغم وعلى ، غنية ألسرة انجلتراالبحث في االشتغال فضل انه ،إال غناهمصنعه في االشتغال على ، العلمي

. يمتلكه كان الذي الكبيرلهم الذين الفيزيائيين من جول ويعدأرسى فقد ، العلوم في كبيرة إسهاماتيعرف الذي الطاقة حفظ قانون أسس ، الحرارية الديناميكا في األول بالقانونالميكانيكي المكافئ حسب الذي وهو . وكان للحرارة الكهربائي والمكافئالحركة نظرية طوروا ممن واحدا

العالم مع عمل كما ، للغازات الجزيئيةفي التغير قياس في طومسون وليامعندما المضغوطة الغازات حرارة درجة

مفاجئ .. بشكل تتمددعلى اسمه أطلق جول للعالم وتكريما

. الطاقة قياس وحدة

حواري حواري نشاط نشاط

فيم و ؟ اليوم استعملت آلة كم؟ استعملتها

. الشغل تسهل أداة اآللةفي المبين مثل العلب مفتاح

القوة 13الشكل تحول آلة ،بذلك و أكبر، قوة إلى الصغيرة

. العلبة فتح تسهل

القوة 13الشكل يحول العلب مفتاحعلى كبيرة قوة إلى يدك من الصغيرة

. العلبة غطاء يقطع الذي النصل

الفائدة إيجاد يمكنالقوة بقسمة اآلليةالقوة على الناتجة

المبذولة

اآللية الفائدة معادلة

الناتجة = / القوة اآللية الفائدةالمبذولة القوة

دة فائ

ال

ية اآلل

البكرة F حبال تشد فإنك نافذة ستارة لرفع . القوة اتجاه تغير بكرة فوق يمرحافتها عجلة عن عبارة فالبكرة

. تغير حبل خاللها يمر بحيث غائرة . فبكرة المبذولة القوة اتجاه البكرة

في كالمبينة 14الشكل بسيطةليس و القوة اتجاه فقط تغير

مقدارها.

القوة 14لشكل ا اتجاه تغير البكرة

. إنقاصها على تعمل قد و المبذولة

الخطوات أمتار بمنتصف عصا 3اربط حبًال طوله

مكنسة أو وتد، و أمسك هذه العصا أفقياH. اطلب من زميلك أن يمسك عصا

أخرى أفقياH. لف الحبل حول كًال العصوين أربع مرات مع المحافظة على

مسافة بين العصوين مقدارها نصف متر.

يسحب طالب ثالث الحبل بينما يحاول زميًاله إبقاء العصوين على نفس البعد.

الحظ ماذا يحدث. كرر التجربة بلف الحبل لفتين ثم ثماني لفات.

لتحليل اماذا شاهدت. هل استطاع الطالب صف

اإلبقاء على العصوين بعيدتين ؟و ميز النتائج في حالة لف الحبل قارن

لفتين ثم أربع، ثم ثمان لفات حول العصوين.

ليةاآل

دةفائ

ال

ت كرا

للب

تجربة

أحيانا، يستعمل المفك باعتباره رافعة من النوع األول حيث تكون

نقطة االرتكاز بين القوة المبذولة و

القوة الناتجة.

عربة اليد رافعة من النوع الثاني. نقطة االرتكاز هي العجلة

بينما تؤثر القوة المبذولة على

المقبضين. و الحمل، الذي يمثل القوة الناتجة، يقع بين القوة المبذولة و

نقطة االرتكاز.

مضرب الهوكي يمثل رافعة من النوع

الثالث. نقطة االرتكاز هي اليد العليا، و

القوة المؤثرة ناتجة عن اليد السفلى.

القوة الناتجة تقع عند نهاية المضرب.

و ) ( 15الشكل المبذولة القوة من كل لموضع Hتبعا العتلة الرافعة تصنف. االرتكاز نقطة و الناتجة القوة

الرافعة بسيطة آلة أول الرافعة تكون أن المحتمل من

. حول يدور لوح أو قضيب الرافعة و اإلنسان اخترعها . الروافع تعمل االرتكاز بنقطة تعرف ثابتة، نقطة

خًاللها تؤثر التي المسافة زيادة أو القوة زيادة علىرقم. الشكل في موضح هو كما و ، 15القوة

موضع على Hبناء أنواع، ثًالثة إلى تنقسم فالروافعنقطة و الناتجة، القوة و المبذولة، القوة تأثير

االرتكاز.

الرافعة على مثال الميزان

. من أنه ستجد محوره بوساطة الباب مقبض إدارة حاول . و العجلة على مثال الباب مقبض األكبر المقبض إدارة األسهل

معا 16الشكل المحور. مثبتين جسمين من النظام هذا يتكون . بينما العجلة يسمى األكبر الجزء ذاته المحور حول يدوران و

. النظام لهذا اآللية الفائدة تحسب المحور يسمى األصغرتكون و المحور، قطر نصف على العجلة قطر نصف بقسمة

. واحد من أكبر دائما

العجلة والمحور

نصف 16الشكل من أكبر العجلة قطر نصف . اآللية الفائدة تكون لذلك و المحور قطر

. واحد من أكبر المحور و للعجلة

ثقيل جسم رفع من ي{مك|نك منحدر سطح هومسافة التحرك مقابل في لكن أقل بقوة

إلى. عربة أو أريكة تريد أنك تخيل أطولارتفاع على . 1شاحنة إذا األرض من متر

الشكل في كما Hمائًال مستوى 17استعملتمما أطول مسافة األريكة تحرك أن عليك فإن

. مباشرة رفعتها لو

المستوى المائل

في 17الشكل العربة هذه تحميلباستعمال أسهل يكون الشاحنة

. دفع من بالرغم و المائل السطحيلزم فإنه أطول لمسافة العربة

. أقل قوة

ثابت بذله الالزم الشغل إن حيث وأقل قوة يلزمك لذلك الحالتين في . المائل السطح استخدام حالة في

هذه في اآللية الفائدة تحسبالسطح طول بقسمة الحالة . يعتقد و االرتفاع على المائل

المصريين قدماء أن اآلثار علماءلبناء المائلة السطوح استعملوا قد

األهرامات.

فإن الجبل أعلى إلى للصعود

حول تلتف ما Fعادة الطريق

.تكون الطريق هذه مثل الجبل

الطريق من انحدارا أقل

من الممتدة المستقيمة

و الجبل، سفح إلى األسفل

. إن و أسهل 9قها ل nسn ت يكون لذلك

. أطول مسافة تقطع عليك كان

الجبلية الطريق هذه تشبه

. البرغي

البرغي

وجه له يتحرك مائل سطح وهو اإلسفين يتبين الصورة خًالل منمائًالن وجهان أو واحد

أسنان آكًالت النبات مفلطحة و تستخدم في

الطحن.

هذه األسنان لها شكل أسافين لتمكن

المفترسات من تمزيق اللحوم.

منها 18الشكل لكل اللحوم آكالت و النباتات آكالت. مختلفة أسنان

اإلسفين

الحياة علوم مع الربط

 

اإلسفين

.

األسافين تستخدم فانك تفاحة من H جزءا تقضم عندما

وجهان أو واحد وجه له متحرك مائل سطح هو فاإلسفين

. .

اتجاه يغير اإلسفين و أسافين األمامية فأسنانك مائًالن

.

في األمامية بأسنانك تدفع عندما المبذولة القوة

.

التفاح قشرة لتزيح جانبيا الدفع قوة تتغير التفاحة

للقطع تستخدم أسافين الفؤوس و السكاكين

تحياتي شهيرة

القريشي