6. الآلة البسيطة (رافعة المستوى المائل) - المسائل والحلول
1.
أي مستوى مائل له نفس الميزة الميكانيكية
أ. (1) و (2)
ب. (1) و (3)
ج. (2) و (3)
د. (2) و (4)
الحلول
المستوى المائل هو أحد الآلات البسيطة. الآلات البسيطة هي أدوات تساعد الناس على إنجاز عمل ما. يُستخدم المستوى المائل لتسهيل رفع جسم ما إلى ارتفاع معين.
تتمثل الميزة الميكانيكية للمستوى المائل في مقارنة طول المنحدر بارتفاعه.
الفائدة الميكانيكية للمستوى المائل 1 = 50 سم / 30 سم = 5/3
الفائدة الميكانيكية للمستوى المائل 2 = 5 سم / 4 سم = 5/4
الفائدة الميكانيكية للمستوى المائل 3 = 50 سم / 40 سم = 5/4
الفائدة الميكانيكية للسطح المائل 4 = 5 سم / 3 سم = 5/3
[irp]
2.
المسافة AB = BC = CD = DE، حدد قوة الإدخال التي يجب إعطاؤها عند النقطة E من أجل رافعة متوازنة.
معروف :
AB = BC = CD = DE = l
المسافة بين قوة الخرج ونقطة الارتكاز ( أ ) = ل
المسافة بين قوة الإدخال ونقطة الارتكاز ( ب ) = 3ل
قوة الخرج (w) = 900 نيوتن
مطلوب: القوة (F)
الحل:
الميزة الميكانيكية:
MA = b / a = 3l/l = 3
مقدار القوة:
MA = w / F
F = w / MA
F = 900 نيوتن / 3
F = 300 نيوتن
[irp]
3.
لكي يكون الرافعة متوازنة، حدد مقدار قوة الإدخال الخاصة بها.
الحلول
حدد المسافة بين قوة الإدخال ونقطة الارتكاز ( ب )
معروف :
المسافة بين قوة الخرج ونقطة الارتكاز ( أ ) = 25 سم
قوة الخرج (w) = 480 نيوتن
قوة الإدخال (F) = 160 نيوتن
المطلوب: المسافة بين قوة الإدخال ونقطة الارتكاز (ب)
الحل:
الميزة الميكانيكية:
MA = ث / F = 480 ن / 160 ن = 3
المسافة بين قوة الإدخال ونقطة الارتكاز (ب)
المتوسط المتحرك = ب / أ
3 = ب / 25 سم
ب = (3)(25 سم)
ب = 75 سم
حدد مقدار القوة (F)
معروف :
المسافة بين قوة الخرج ونقطة الارتكاز ( أ ) = 25 سم - 10 سم = 15 سم
وزن الجسم (w) = 480 نيوتن
المسافة بين قوة الإدخال ونقطة الارتكاز ( ب ) = 75 سم
المطلوب: قوة الإدخال (F)
الحل:
الميزة الميكانيكية:
المتوسط المتحرك = ب / أ
MA = 75 سم / 15 سم
MA = 5
مقدار القوة (F):
MA = w / F
F = w / MA
F = 480 نيوتن / 5
F = 96 نيوتن
لكي يكون الرافعة في وضع متوازن، يتم تقليل قوة الإدخال بمقدار 64 نيوتن (160 نيوتن - 96 نيوتن).
٤. نسبة طولي a و b في الشكل أدناه هي a: b = ١: ٢.٢. أقل قيمة للقوة F اللازمة لرفع الجسم B الذي يزن ٣٣٠ نيوتن هي... نيوتن
و100
B. 150
جيم 2200
D. 7260
معروف :
المسافة بين قوة الخرج ونقطة الارتكاز ( أ ) = 1
المسافة بين قوة الإدخال ونقطة الارتكاز (ب) = 2.2
الوزن (w) = 330 نيوتن
المطلوب: قوة الإدخال (F)
الحل:
المزايا الميكانيكية للرافعة:
MA = w / F = b / a
MA = الفائدة الميكانيكية ، w = الوزن، F = قوة الإدخال، b = المسافة بين قوة الإدخال ونقطة الارتكاز، a = المسافة بين قوة الإخراج ونقطة الارتكاز
w / F = b / a
330 / F = 2.2 / 1
330 / F = 2.2
330 / 2.2 = F
F = 150 نيوتن
الجواب الصحيح هو ب.
5. يدفع طالب جسماً بقوة F من النقطة A إلى النقطة B، كما هو موضح في الشكل أدناه. إذا تم إهمال الاحتكاك بين الجسم والجسم، فحدد الفائدة الميكانيكية.
و4
ب. 5 / 3
C. 5 / 4
د. ¾
معروف :
ارتفاع المستوى المائل (ص) = 4 أمتار - 1 متر = 3 أمتار
طول المستوى الأفقي (س) = 4 أمتار
مطلوب: ميزة ميكانيكية (MA)
الحل:
احسب طول المستوى المائل باستخدام معادلة فيثاغورس :
نصف القطر = √3² + 4² = √9 + 16 = √25 = 5 أمتار
المزايا الميكانيكية للمستوى المائل:
كم = ر / ص
كم = 5 أمتار / 3 أمتار
كم = 5/3
الجواب الصحيح هو ب.
6. يمكن زيادة الفائدة الميكانيكية للرافعة عن طريق...
أ. تقصير مسار الميل
ب. زيادة زاوية الميل
ج. تقليل زاوية الميل
د. يقلل من القوة المستخدمة لتحريك الأشياء
الحل:
معادلة الفائدة الميكانيكية للمستوى المائل:
الفائدة الميكانيكية = طول المستوى المائل / ارتفاع المستوى المائل
– إن الميزة الميكانيكية تتناسب طرديًا مع طول المستوى المائل، وبالتالي تزداد الميزة الميكانيكية إذا زاد طول المستوى المائل.
– إن الميزة الميكانيكية تتناسب عكسياً مع ارتفاع المستوى المائل، وبالتالي، يتم تقليل الميزة الميكانيكية إذا زاد ارتفاع المستوى المائل، وتزداد الميزة الميكانيكية إذا انخفض ارتفاع المستوى المائل.
- إذا تم تقليل الزاوية، فإن ارتفاع المستوى المائل يقل. وتزداد الفائدة الميكانيكية بتقليل ارتفاع المستوى المائل. لذا، إذا تم تقليل الزاوية، فإن الفائدة الميكانيكية تزداد.
إذا زادت زاوية الميل، يزداد ارتفاع السطح المائل. ويقلّ النفع الميكانيكي عند زيادة ارتفاع السطح المائل. لذا، إذا زادت زاوية الميل، يقلّ النفع الميكانيكي.
الاجابة الصحيحة هي رقم ج.
