أساسيات الهندسة الميكانيكية PDF
Document Details
Uploaded by MindBlowingMaracas1633
Tags
Summary
هذا الفصل الأول من أساسيات الهندسة الميكانيكية، ويشرح المفاهيم الأساسية للآلات البسيطة مثل البكرات والملفات. يقدم التعريفات والنظريات المتعلقة بهذه الآلات. يقدم أيضا طرق لحل المسائل العملية عن تلك الآلات.
Full Transcript
اساسيات اهلندسة امليكانيكية الفصل األول :اآلالت البسيطة A هي جهاز تستقبل الطاقة ليستخدمها أو يقوم بتحويلها الي شغل بصورة أفضل...
اساسيات اهلندسة امليكانيكية الفصل األول :اآلالت البسيطة A هي جهاز تستقبل الطاقة ليستخدمها أو يقوم بتحويلها الي شغل بصورة أفضل ليستفيد منه اإلنسان. ميكن وصف اآللة امليكانيكية بأنها منظومة تساعد القوة املؤثرة يف نقطة حمددة للتغلب على املقاومة يف نقطة أخرى اآلالت عدة أنواع وأشكال منها ما هو بسيط ومنها ما هو معقد ،فاملفتاح البلدي بطوله املعهود يقلل من اجلهد العضلي املبذول بوساطة اإلنسان. )1مضاعفة القوة املبذولة (.كامللفاف). )2تغري اجتاه احلركة للراحة يف العمل(.البكرة). )3زيادة سرعة أداء العمل(.الشادوف). )5قطع الصلب(.مقص الصاج). )4رفع االثقال (املرفاع اللوليب). م M. A هي النسبة بني احلمل (املقاومة) الي اجملهود (القوة) وهي نسبة من نفس النوع فال متييزها )املقاومة( احلمل البد من توحيد وحدات القياس )القوة( اجملهود نيوتن = 10نيوتن 1طن = 1000كجم 1 ،ثقل طن = 1000ث كجم 1 ،ث كجم = 1ثقل طن = 4 10نيوتن ال يزن 2طن باستخدام جمهود 500نيوتن. أحسب الفائدة امليكانيكية آللة ترفع مح ً باستخدام جمهود 25نيوتن ما أقصى محل ميكن رفعه بواسطة آلة فائدتها امليكانيكية ما أقل جمهود جيب بذله يف آلة تضاعف القوة الي 9أمثاهلا عندما يراد استخدام اآللة لرفع محل يزن 72ثقل كجم V. R هي النسبة بني املسافة اليت يتحركها اجملهود الي املسافة اليت يرتفعها احلمل. )اجملهود( مسافة )احلمل( مسافة وهي نسبة من نفس النوع فال متييز هلا. 1 ،ملم = 3- 10مرت 1مرت = 1000ملم 1م = 100سم 1 ،سم = 2- 10مرت ، أحسب النسبة السرعية آللة ترفع محلها مسافة 20سم عندما يتحرك جمهودها مسافة 12مرت. ما أقصى مسافة يرتفعها محل بواسطة آلة نسبة السرعة فيها 25إذا كان جمهودها يتحرك 4أمتار. ما اقصى مسافة جيب أن يتحركها اجملهود حتى يرتفع احلمل مسافة 24سم عند استخدام آلة ن.س . هلا = عندما تؤثر قوة يف نقطة ما ويؤدي هذا التأثري الي إزاحة هذه النقطة يف اجتاه خط عمل القوة أو احدى مركباتها نقول ان القوة أجنزت شغالً ق القوة املؤثرة على النقطة بالنيوتن شغ الشغل املبذول باجلول ف االزاحة اليت حتركتها النقطة باملرت الزاوية احملصورة بني خط عمل القوة واالزاحة وعندما تكون االزاحة يف نفس اجتاه عمل القوة ميكن كتابة القانون على الصورة هو مقدار الشغل الذي تبذله قوة مقدارها 1نيوتن عندما تزيح نقطة تأثريها 1مرت يف نفس اجتاه خط عملها تعرف الكفاءة بأنها نسبة الشغل الناتج من اآللة الي الشغل املبذول فيها. الناتج الشغل × %100 املبذول الشغل وميكن حساب الكفاءة كنسبة مئوية أو كسر عشري وجند يف أي آلة حقيقية تكون كمية الشغل الناتج منها أقل من كمية الشغل املبذول يف اآللة (يكون هناك جزء من هذا الشغل مبدداً أو داخل اآللة) ومن ثم جند أن كفاءة اآللة تصبح أقل من الواحد الصحيح أو أقل من . %100 )1جزء من الشغل املبذول يفقد بسبب االحتكاك بني األجزاء املتحركة. )2جزء من الشغل يفقد بسبب ارتفاع احلرارة. )3جزء من الشغل املبذول يستغل يف رفع بعض أجزاء اآللة. وله عدة تسميات مثل الدخل ،الشغل املبذول بواسطة اجملهود ،الشغل املبذول يف اآللة ويسمي الشغل املبذول يف احلمل أو الزيادة يف طاقة وضع اجلسم أو اخلرج ويسمى الشغل املفيد. جيب أن تكون وحدات قياس احلمل واجملهود وهي النيوتن ،اما املسافات فيجب أن تكون باألمتار وعليه تصبح: 1 مسافة احلمل الشغل الناتج ن.س مسافة اجملهود الشغل املبذول وطاملا أن كفاءة اآللة احلقيقية دوماً أقل من %100هذا يعين أن ف.م < ن.س ،اما يف حالة اآللة املثالية اليت يفرتض كفاءتها %100هذا يعين أن: احلمل اجملهود هي اآللة اليت كفاءتها تساوي الوحدة أو %100وتسمى مثالية أو مكتملة وهي آلة افرتاضية وجيب أن حتقق الفرضني التاليني: )2تنعدم فيها قوة االحتكاك. )1مجيع أجزائها خفيفة جداً. ومن ثم ال ترتفع درجة احلرارة وال توجد آلة مثالية يف الطبيعة إال عند اهمال االحتكاك. مقدار النسبة السرعية تتوقف على تصميم اآللة فقط وال يرتبط االحتكاك والكفاءة بينما مقدار الفائدة امليكانيكية يتوقف على تصميم اآللة ومقدار االحتكاك وبالتالي الكفاءة. ال مقداره 25نيوتن ويتحرك مسافة 8امتار أحسب ف.م و ن.س وكفاءة آلة ترفع مح ً عندما تستخدم جمهودا مقداره 5نيوتن يتحرك مسافة 80مرت ثم أحسب الشغل الناتج واملبذول واملهدر. آلة كفاءتها %90النسبة السرعية هلا 20أحسب احلمل الذي ميكن رفعه عند استخدام جمهود 50نيوتن ثم أحسب الشغل الناتج إذا كان اجملهود يتحرك مسافة 20مرتاً. النسبة السرعية آللة ما 16استخدمت هذه اآللة لرفع محل يزن 280كجم باستخدام جمهود 200نيوتن.جد كفاءة اآللة. آلة كفاءتها %75تنتج شغل مقداره 3000جول عند استخدام جمهود 40نيوتن.احسب ما يلي: أ) الشغل املبذول يف اآللة.ب) املسافة اليت يتحركها اجملهود ج) الشغل املبدد داخل اآللة آلة كفاءتها %80الشغل املبدد داخلياً 400جول.ما املسافة اليت يتحركها احلمل إذا كان مقداره 160نيوتن . آلة ف.م هلا = 16وكفاءتها %40ما هي املسافة اليت يتحركها اجملهود عند رفع احلمل مسافة مرتين؟ من اهم انواع اآلالت الرافعة امليكانيكية والرافعة اهليدروليكية والبكرات وامللفاف واالدوات امللولبة وغريها. :هي ذراع يتحرك حول حمور او حافه حاده ميكن بوساطته حتريك جسم ما(.مقاومه كبريه) باستعمال قوه صغريه تعترب الروافع امليكانيكية من ابسط انواع اآلالت و عضو مهم يف كثري من اآلالت املعقدة. هو املسافة بني حمور ارتكاز الرافعة واجملهود ويسمى ذراع القوة. :هو املسافة بني حمور االرتكاز واحلمل وتنقسم الروافع امليكانيكية اىل ثالثة انواع وذلك حسب موضع حمور االرتكاز بالنسبة للحمل واجملهود وال يوجد اختالف جوهري بينهما. / هي الرافعة اليت يكون فيها حمور االرتكاز بني احلمل واجملهود وكما هو موضح بالرسم التالي حساب نسبه السرعة لروافع النوع االول. أ ب م يشابه جـ د م من التشابه: أب أم أب = = أد جـ م جـ د بم ذراع القوة مسافة القوة = = مد ذراع احلمل مسافة احلمل ذراع القوة ن.س= ذراع احلمل تنقسم روافع النوع االول اىل ثالثة اقسام رئيسة وذلك حسب اطول ذراعي القوة واملقاومة (حسب قرب موضع االرتكاز بالنسبة للحمل واجملهود) هي الرافعة اليت يكون حمور ارتكازها يف منتصف الرافعة متاما ذراع القوة يساوي ذراع املقاومة ذراع اجملهود= ذراع احلمل وجند ان ( ن.س ) يف هذه احلالة = واحد (عند اهمال االحتكاك) جند ان ( ف .م ) = . 1أي اننا حنتاج جملهود يعادل مقدار احلمل ومن امثله هذا النوع امليزان العادي ذو الكفتني ( ذو الصنجات ) باإلضافة اىل مراجيح االطفال ذات الرافعة. نالحظ اننا حنتاج جملهود مساوي للحمل يف روافع النوع االول يف القسم االول وذلك الن ذراع القوة = ذراع املقاومة احلمل = القوة ف.م = 1 ن.س = 1 هي الرافعة اليت يكون فيها حمور االرتكاز اقرب اىل احلمل ذراع اجملهود اكرب من ذراع املقاومة ومن ثم تكون (ن س) اكرب من واحد عند اهمال االحتكاك هلذه الرافعة تكون (ف م) اكرب من واحد اي اننا حنتاج جمهود صغري لرفع محل كبري ومن امثلة هذا القسم العتلة واملقص املستخدم يف قطع احلبل أو القماش واملطرقة املستخدمة يف خلع املسامري ورافعة السيارة امليزان القباني والكماشة ( باإلضافة للزردية ومشبك املالبس وقصافة األظافر وغريها ) برهن ان ف م لروافع النوع االول القسم الثاني حنتاج جملهود صغري لرفع محل كبري. ذراع اجملهود > ذراع املقاومة احلمل احلمل > اجملهود >1 ف.م > 1 ب.س > 1 اجملهود هي الرافعة اليت يكون فيها حمور االرتكاز اقرب اىل اجملهود ذراع احلمل اكرب من ذراع اجملهود ومن ثم تكون ن س اقل من واحد ونالحظ حتى بدون إهمال االحتكاك تكون ف م اقل من الواحد اي اننا حنتاج جملهود كبري للتغلب على محل صغري ويستفاد من هذه االلة يف سرعة اداء العمل ( اي يتحرك اجملهود الكبري مسافة صغرية ولكن احلمل الصغري يتحرك ملسافات اكرب ) ومن امثلة هذه االلة املقص املستخدم يف قطع اخليط بطرفه البعيد والشادوف باإلضافة اىل رافعة بوابات املرافق العامة. احلمل >1 ف.م > 1 ذراع احلمل > ذراع اجملهود ب.س > 1 اجملهود احلمل > اجملهود نالحظ ان روافع النوع االول القسم الثالث حتتاج جملهود كبري لرفع محل صغري ( ذراع احلمل اكرب من ذراع اجملهود ن س اصغر من واحد) هي الرافعة الذي يكون فيها احلمل بني اجملهود وحمور االرتكاز. / ذراع اجملهود > ذراع احلمل احلمل احلمل > اجملهود >1 ب.س > ( 1عند اهمال االحتكاك) ف.م > 1 اجملهود ذراع اجملهود اكرب من زراع احلمل ن س اكرب من واحد عند اهمال االحتكاك ف م اكرب من واحد احلمل اكرب من اجملهود. ذلك يعين اننا حنتاج جملهود صغري للتغلب على محل كبري ومن امثلتها كسارة البندق هراسة الثوم عصارة الليمون عربة البستاني (الدرداقة عربة اليد) وجمداف املركب عندما يكون يف املاء . (إثبات ن س لروافع النوع الثاني ) / هي الرافعة اليت يكون فيها اجملهود بني حمور االرتكاز واحلمل. احلمل ذراع اجملهود ب.س < 1ف.م < 1 اجملهود احلمل < اجملهود ذراع احلمل اكرب من ذراع اجملهود ن س اقل من واحد ومن ثم ف م اقل من واحد احلمل اقل من اجملهود ذلك يعين اننا حنتاج جملهود كبري للتغلب على محل صغري وهذه الرافعة يستفاد منها يف سرعه يف اداء العمل ومن امثلتها ماسكة اللحم (املاشة) صنارة صيد االمساك صمام االمان اللة البخار وعضلة ذراع االنسان. مالحظة :الحظ يف الروافع عند اهمال االحتكاك تكون كفاءه االلة %100ومن ثم ف م = ن س عليه ميكن تطبيق القانون التالي: احلمل × ذراع احلمل = اجملهود × ذراع اجملهود فم=نس ذراع اجملهود احلمل = ذراع احلمل اجملهود احلمل × ذراع احلمل = ذراع اجملهود × اجملهود /1الطول الكلي لعتلة 160سم وضع حجر صغري كمحور ارتكاز هلا حبيث يبعد من طرفها املدبب 40سم ،فإذا كان احلمل املراد رفعه 900نيوتن ،أحسب أقل جمهود جيب بذله حتى ميكن من رفع احلمل إذا كان: أ) اجملهود يؤثر يف الطرف البعيد للعتلة. ب) يؤثر على بعد 40سم من الطرف البعيد للعتلة. /2الطول الكلي لكسارة بندق 20سم وضعت بندقة حبيث كانت تبعد من مسمار الكسارة مسافة 4سم أحسب مقاومة البندقة إذا كان اجملهود املبذول 40نيوتن. /3الطول الكلي جملداف مركب 3أمتار مربوط على بعد 60سم من الطرف غري املدبب للمجداف يف عمود املركب فإذا كان املراكيب يبذل جمهوداً 360نيوتن أحسب مقاومة املاء. /4إذا كان بعد حمور ميزان قباني من خطاف احلمل 5سم والوزن املنزلق يبلغ 2كجم استخدم امليزان لوزن جوال سكر فكان الوزن املنزلق يبعد 60سم من حمور امليزان أحسب وزن اجلوال. /5الطول الكلي لعمود الشادوف 5أمتار يرتكز على بعد مرت واحد من نقطة تأثري اجملهود يراد رفع دلو ماء يزن 20نيوتن كم يكون اجملهود املستخدم. /6الطول الكلي لصنارة صيد مسك هو 3أمتار املسافة بني يدي الصياد 50سم فإذا كانت احدى يديه متسك يف طرف عصا الصنارة ويبذل جمهوداً مقداره 200نيوتن أحسب مقاومة السمكة. /7الطول الكلي ملقص 25سم يبعد مسماره امللحوم مسافة 5سم من مقبضه أحسب املقاومة عندما يبذل يف مقبض املقص جمهود مقداره 50نيوتن لقطع: أ) حبل موضوع على بعد 1سم من املسمار امللحوم. ب) لقطع خيط يف طرف املقص. البكرة عبارة عن رافعة تدعم وزنني مربوطني يف نهاييت حبل مير عربها وحمور ارتكازها هو حمور البكرة.متتاز البكرة عن الرافعة يف انها تستطيع رفع احلمل ملسافات غري حمددة بعكس الروافع. الن املسافة اليت يتحركها ن.س لبكرة املنفردة الثابتة = 1 اجملهود تساوي املسافة اليت يرتفعها احلمل. (عند اهمال االحتكاك اجملهود الشد يف احلبل ،ش = ق = احلمل) استخدمت قوة مقدارها 250نيوتن لرفع محل 220نيوتن بواسطة بكرة ثابتة منفردة مهمالً وزن البكرة أحسب كفاءتها ورد الفعل يف حاملها. نالحظ أن ف.م يف حالة البكرة الثابتة املنفردة تكون أقل من الواحد الصحيح بسبب مقاومة االحتكاك يف حمور البكرة. هي اليت ال يتغري موضع حمورها هي اليت يتغري موضع حمورها مع حركة القوى ن.س = 2ألن احلمل يرتفع مسافة تعادل نصف املسافة اليت ارتفعها اجملهود. ف.م تكون أقل من 2بسبب وزن البكرة مع اخلطاف( ،وزن احلبال باإلضافة لالحتكاك). يستخدم جمهود 250نيوتن لرفع محل يزن 480نيوتن باستخدام بكرة واحدة متحركة (مهملة االحتكاك ووزن احلبال) أحسب ف.م والكفاءة وكتلة البكرة ( د = 10م/ث. )2 ن.س = 2أما ف.م 2 وذلك بسبب وزن البكرة املتحركة واالحتكاك يف حمور البكرة الثابتة (اهمال االحتكاك) يكون الشد يف مجيع أجزاء احلبل املتصل متساوي ( ش = ق). (احلمل +وزن(ب)) = 2ش ق +ش +وزن(أ) = رد الفعل رد الفعل = 2ق احلمل = 2ق ، (عند اهمال وزن البكرات واالحتكاك) ق = ش، (أما يف حالة وجود احتكاك) ( ر = ش +ق +و ) استخدم نظام بكرات واحدة ثابتة وأخرى متحركة باستخدام جمهود 450نيوتن لرفع محل 700نيوتن. أ) (مهمالً االحتكاك يف البكرة املتحركة ووزنها).أحسب الشد يف احلبل ورد الفعل يف حامل البكرة الثابتة. ال االحتكاك يف حمور البكرة الثابتة احسب وزن البكرة املتحركة. ب) مهم ً ج) مهمالً االحتكاك وزن البكرات أحسب اجملهود الالزم استخدامه. تتكون بكرات الدرجة األوىل من بكرة واحدة ثابتة وعدة بكرات متحركة.مير حبل اجملهود عرب البكرة الثابتة مروراً بأول بكرة متحركة ينتهي بالسقف ،بينما يبدأ احلبل الثاني من حمور البكرة املتحركة األوىل ويلتف حول البكرة املتحركة اليت تليها وينتهي بالسقف ،وهكذا جلميع احلبال تنتهي بالسقف ،يثبت احلمل يف حمور البكرة األخرية املتحركة. نالحظ أن عدد البكرات املتحركة = عدد احلبال. عدد احلبال = عدد البكرات املتحركة حيث ن عدد البكرات املتحركة الشد يف مجيع أجزاء احلبل املتصل متساوي عند اهمال االحتكاك استخدمت جمموعة بكرات من الدرجة األوىل حتتوي على أربع بكرات احداها ثابتة لرفع محل يزن ال وزن البكرات جد: 1600نيوتن باستخدام جمهود 250نيوتن مهم ً ب) كفاءة النظام. أ) الفائدة امليكانيكية. ج) رد الفعل يف حامل البكرة الثابتة استخدمت بكرات الدرجة األوىل مكونة من مخس بكرات لرفع محل يزن 4000نيوتن ،ما مقدار اجملهود املستخدم عندما تكون الكفاءة. ب) %50 أ) %100 هو نظام وحيد احلبل يتكون من جمموعتني من البكرات جمموعة عليا بكراتها ثابتة مثبتة بالسقف ،وجمموعة سفلى متحركة يثبت يف حماورها احلمل ،ومير عرب اجملموعتني بالتناوب حبل واحد يؤثر يف أحد طرفيه اجملهود ،وينتهي الطرف األخر أما يف السقف وذلك عندما يكون عدد البكرات الكلي زوجياً أو ينتهي باجملموعة السفلى عندما يكون عدد البكرات الكلي فردياً وهذه املنظومة ميكن أن ترص أفقي ًا أو رأسياً. عند اهمال االحتكاك يكون الشد يف مجيع أجزاء احلبل متساوي حتسب ن.س لنظام بكرات الدرجة الثانية بأحدي الطرق: )1ن.س = عدد احلبال الواصلة بني اجملموعتني ( حبل القوة ال حيسب) )2عدد البكرات الكلي (حنسب البكرة كاملة عندما مير احلبل على جانبيها) )3إذا انتهي احلبل يف اجملموعة العليا الثابتة حيسب ن.س من املعادلة: حيث ن = عدد البكرات املتحركة )4إذا انتهي احلبل يف اجملموعة السفلى املتحركة حبسب ن.س من العالقة: ن.س = 2ن ، 1 +حيث ن = عدد البكرات املتحركة. إذا كان عدد البكرات الكلي زوجي تكون اجملموعتني متساويتني ومن ثم ينتهي احلبل يف اجملموعة العليا. أما إذا كان عدد البكرات الكلي فردي يكون عدد البكرات األقل يف اجملموعة السفلى املتحركة ومن ثم ينتهي احلبل يف اجملموعة السفلى. رد الفعل يف حامل اجملموعة الثابتة = احلمل +اجملهود +وزن البكرات الكلي أو (ن.س )1 +اجملهود +وزن البكرة العليا (عند اهمال االحتكاك) استخدم نظام بكرات وحيد احلبل يتكون من مخس بكرات ذات رص رأسي لرفع محل يزن 800 نيوتن باستخدام جمهود 200نيوتن ،مهمالً االحتكاك يف حماور البكرات ،جد ما يلي: )2وزن اجملموعة السفلى مع اخلطاف )1كفاءة النظام. )3رد الفعل يف حامل اجملموعة العليا (مهمالً وزن اخلطاف ،ومعترباً مجيع البكرات متساوية الوزن) ما القوة املطلوبة لرفع احلمل املوضح: يف الشكل املقابل إذا كانت الكفاءة . %80 يف هذا النظام يتكون من بكرة واحدة ثابتة وعدة بكرات متحركة مير حبل اجملهود حول حميط البكرة املتحركة األوىل وينتهي باحلمل ،بينما يبدأ احلبل االخر من حمور البكرة األوىل ويلتف حول البكرة التالية هلا وينتهي باحلمل أو يبدأ احلبل الثالث من حمور البكرة الثانية ويلتف حول حميط الثالثة وينتهي باحلمل.وهكذا حتى نصل البكرة الثابتة. نالحظ أن مجيع احلبال تنتهي باحلمل. عدد البكرات = عدد احلبال حنسب ن.س من خالل املعادلة التالية: س = العدد الكلي للبكرات احلمل = ق 2 +ق 4 +ق 8 +ق ر = 16ق +وزن البكرة الثابتة احلمل = 15ق ، .:ر = احلمل +اجملهود عند اهمال وزن البكرات استخدم نظام بكرات من الدرجة الثالثة مكون من أربع بكرات احداهن ثابتة لرفع محل يزن 360نيوتن باستخدام جمهود 30نيوتن أحسب: )2ومن ثم جد مقدار اجملهود عند اهمال االحتكاك وزن البكرات )1كفاءة النظام. مهمالً االحتكاك ومستخدماً حبال خفيفة جداً وبكرات خفيفة أيضاً لديك أربع بكرات وضح كيف ميكن استخدامها بواسطة جمهود 10نيوتن لرفع حل يزن: 40 )3نيوتن (مستخدماً الرسم فقط) 150 )2نيوتن 80 )1نيوتن احسب كفاءة النظام املوضح يف الرسم يساراً إذا كان اجملهود 1200نيوتن واجملهود املستخدم 100نيوتن. ثم أحسب اقل جمهود إذا كان كفاءة النظام % 100 ما كفاءة اآللة املوضحة أدناه إذا استخدمت قوة مقدارها 10000نيوتن لرفع احلمل. يف الرسم التالي جمموعة من البكرات أدرس الرسم ثم جد اآلتي: ف.م ،ن.س ،الكفاءة ،وزن البكرة املتحركة ،رد الفعل يف حامل البكرة (هـ)(.ق= 5واحلمل=12نيوتن الشكل يوضح جمموعة بكرات استخدمت قوة (ق) لرفع محل 3كيلو نيوتن ،أحسب الشد يف مجيع ال وزنها. أجزاء احلبل (أ ،ب ،ج ،د) واجملهود (ق) والقوة العاملة على القضيب (هـ) مهم ً استخدم جمهود 50نيوتن لرفع احلمل البالغ 120نيوتن احسب كفاءة النظام مهمالً االحتكاك جد وزن البكرات املتحركة وجد رد الفعل يف حامل كل بكرة ثابتة (اعترب مجيع البكرات متساوية الوزن). L تتكون من جمموعتني من البكرات ،جمموعة عليا ثابتة مكونة من بكرتني ملتصقتني حمورهما واحد احداهما كبرية واألخرى صغرية وجمموعة مكونة من بكرة واحدة متحركة ويلف حوهلما جنزير واحد متصل يثبت احلمل يف حمور البكرة املتحركة ،توجد جماري يف حميط البكرات تسمح بدخول اجلنزير من خالهلا. توجد قوة احتكاك كبرية بني أسنان اجلنزير والفتحات (حمور البكرة) قوة االحتكاك هذه جتعل الكفاءة دون . %50 ولكن فائدته تكون يف تثبيت احلمل من االنزالق عند زوال القوة أو توقفها عن العمل ،كما ميكن رفع احلمل على فرتات متباعدة.إذا زادت الكفاءة عن %50أو تساوي %50ينزلق احلمل عند توقف القوة. عندما حيدث اجملهود دورة كاملة يف البكرة الكبرية تكون مسافة اجملهود تساوي حميط نالحظ أن البكرة الكبرية تعمل على إنقاص اجلنزير بني اجملموعتني ،بينما البكرة الكبري تعمل البكرة الصغرية على إعادة جزء من اجلنزير للعمل بني اجملموعتني فيكون النقص يف طول اجلنزير يساوي الفرق بني حميطني البكرتني 1 أما املسافة اليت يرتفعها احلمل تساوي نصف النقص يف طول اجلنزير 2 وعليه ميكن حساب ن.س من العالقة 1 2 1 1 2 2 نصف قطر البكرة العليا الكبرية. نصف قطر البكرة العليا الصغرية أحسب كفاءة بكرات وستون التفاضلية إذا كان قطر البكرة الكبرية 40سم وقطر البكرة الصغرية 36سم استخدمت اجملموعة لرفع محل يزن 400نيوتن باستخدام جمهود 40نيوتن.وبني ما حيدث للحمل إذا توقفت القوة عن العمل سم عندما دارت البكرة الصغرية دورة كاملة يف جمموعة بكرات وستون حترك اجملهود مسافة سم ،فإذا كان احلمل الذي مت رفعه يعادل نقص اجلنزير بني اجملموعتني مبا يعادل 800نيوتن مبجهود 50نيوتن.جد كفاءة النظام ،وقطري البكرة الكبرية والصغرية. إذا كانت كفاءة جمموعة وستون الفرقية للبكرات = %40استخدمت اجملموعة لرفع محل يزن 1600نيوتن باستخدام جمهود 20ثقل كجم ما مقدار قطر البكرة الكبرية إذا كان نصف قطر البكرة الصغرية 18سم. هو جهاز يستخدم لرفع احلمل عن طريق ربطه حببل ولف احلبل يف أسطوانة. يتكون امللفاف من :اسطوانتني ملتصقتني حمورهما واحد احداهما كبرية وتسمي الطارة واألخرى صغرة وتسمي األسطوانة ويلف حبلني منفصلني حوهلما متعاكسني.كما بالرسم التالي: عند جذب احلبل الذي يلف حول الطارة ألسفل فيعمل على ادارتهما دورة كاملة تكون مسافة اجملهود مساوية حمليط الطارة نالحظ يف ذات اللحظة أن األسطوانة تلف حبل احلمل حوهلا مسافة تعادل حميطها فريتفع احلمل مسافة تساوي حميط األسطوانة ملفاف قطري اسطوانتيه 10 ،20بوصة استخدم لرفع محل يزن 75كجم باستخدام جمهود 500نيوتن جد كفاءة امللفاف؟ تبلغ كفاءة ملفاف %80وقطر طارته 36سم وقطر اسطوانته 9سم ما أكرب محل ميكن رفعه بهذا امللفاف عند استخدام جمهود 50نيوتن وكم يكون الشغل الناتج عندما يدور امللفاف 10دورات. هو جهاز يستخدم لرفع احلمل عرب مسافة حمدودة يتكون من قضيب او ساق ملولب يتحرك داخل جدران ملولبة يستخدم لرفع االمحال مثل رفع السيارة عند تغري اإلطارات.عند حتريك الساق اللولبية حركة دائرية (دورة كاملة) يرتفع الساق الي أعلى مسافة درجة واحدة من سن اللولب دافعاً معه القرص الذي يثبت عليه احلمل بنفس املسافة وعليه تكون ن.س للمرفاع اللوليب على النحو التالي: ل= طول ذراع املرفاع (املقبض) ،طول الدرجة هي املسافة بني سنيت لولب متتاليني. جيب أن يكون وحدة القياس متساوية لطول الدرجة وذراع املقبض. 1مرت = 1000ملم 1سم = 10ملم ، 1مرت = 100سم ، نالحظ وجود قوة احتكاك كبرية بني اجلدران الداخلية والساق اللولبية هذا االحتكاك يعمل على خفض الكفاءة ما دون %50ولكن هذا االحتكاك فائدته كبرية مثل: )2رفع احلمل على فرتات متباعدة. )1تثبيت احلمل عند توقف القوة. )3متنع سقوط اجلسم. أما إذا زادت أو أصبحت الكفاءة %50ينزلق احلمل. ما مقدار احلمل الذي ميكن رفعه باستخدام املرفاع اللوليب الذي كفاءته %40وطول مقبضه 70سم واملسافة بني سنيت لولبه 2,2ملم عندما استخدم جمهود 10نيوتن. ميكن رفع االمحال اىل أعلى باستخدام املستوى املائل حيث تعمل قوى االحتكاك على منع انزالق اجلسم ألسفل وتعمد (ن.س) يف املستوى املائل على اجتاه القوة املؤثرة فإما أن تكون القوة موازية للمستوى أو تكون أفقية هـ ن.س يف حالة القوة املوازية ميكن حساب ن.س للمستوى عن طريق زاوية ميالن املستوى على األفقي: حيث هـ زاوية ميالن املستوى على االفقي قتا هـ حتسب ن س من املسافة الرأسية ÷ املسافة األفقية املسافة وميكن حساب ن.س عن طريق زاوية ميالن الرأسية ق املستوى املائل على األفقي: هـ املسافة األفقية املسافة الرأسية ظتاهـ الحظ أن عند استعمال القوة موازية تكون ن.س أكرب من استعمال قوة أفقية (علل). ألن الوتر أكرب أضالع املثلث (املس توى املائل) .ميكن اس تعامل نظرية فيثاغورث حلساب الاطوال.مربع طول املس توى = مربع املسافة األفقية +مربع املسافة الرأس ية مستوى مائل طوله 20مرت استخدم لرفع محل مسافة رأسية 5أمتار أحسب كفاءة املستوى إذا كان اجملهود املستخدم 400نيوتن بواسطة حبل موازي للمستوى والكتلة املراد رفعها 120كجم بني ما حيدث للحمل عند توقف القوة. مستوى مائل طوله 10أمتار استخدم لرفع محل مسافة رأسية طوهلا 6أمتار باستخدام قوة أفقية أحسب كفاءة املستوى إذا كان مقدار احلمل 600نيوتن ،واجملهود املستخدم 500نيوتن. مستوى مائل طوله 25مرت استخدم لرفع محل 1200نيوتن ملسافة رأسية 7أمتار باستخدام قوة أفقية أحسب مقدار القوة إذا كانت الكفاءة . %80 مستوى مائل كفاءته %80استخدم لرفع محل مقداره 80نيوتن باستخدام جمهود وقدره 50نيوتن أحسب زاوية ميالن املستوى على الرأسي.القوة موازية للمستوى. مستوى مائل كفاءته %90مييل على األفقي بزاوية ْ 30استخدم لرفع محل 243نيوتن أحسب اجملهود عندما تكون: أ) القوة أفقية . قوة مقدارها 250نيوتن جتر كتلة مقدارها 50كيلو جرام ًا حببل من النقطة (أ) الي النقطة (ب) ملسافة 8أمتار أعلى املنحدر املوضح يف الرسم على اليسار.ما 2مرت