📄 اطبع pdf
00971504825082

<<<البكرات >>>

البكرات في الفيزياء

🎯 أنواع البكرات:

• 🔵 بكرة بسيطة (ثابتة)
• 🟢 بكرة مركبة (متحركة)
• 🟡 نظام البكرات (مكون من عدة بكرات)

📐 المعادلات الأساسية:

1. الفائدة الميكانيكية (MA) = القوة الخارجة / القوة الداخلة 2. لقانون البكرة البسيطة: F = W / n
(حيث F: القوة المطبقة، W: الوزن، n: عدد الحبال)

⚖️ العوامل المؤثرة:

• 🔻 قوة الاحتكاك في محور البكرة
• ⚡ كتلة البكرة نفسها (في الأنظمة الدقيقة)
• 📏 عدد الحبال الداعمة للوزن
• 📐 زاوية سحب الحبل

🏗️ الاستخدامات العملية:

التطبيق	التفاصيل
🚧 الرافعات	رفع مواد البناء الثقيلة
🏋️ معدات الجيم	أنظمة الأوزان المتوازنة
⛵ الملاحة	رفع الأشرعة في السفن
🛗 المصاعد	أنظمة التوازن للكابلات

ملاحظات هامة:

✅ البكرة المثالية (بدون احتكاك) تعطي كفاءة 100%
🔄 كلما زاد عدد البكرات في النظام، قل الجهد المطلوب
⚠️ الوزن الزائد للبكرات يقلل الكفاءة الفعلية

نتائج

الآلات البسيطة هي أجهزة لتحويل القوى لأداء وظيفة معينة.

بكرة ثابتة :

قوة الشد على طرفي الحبل متطابقة. تسمح لك البكرة الثابتة بتغيير اتجاه تطبيق القوة.

بكرة متحركة :
إذا كان مركز البكرة المتحركة يعمل على حمل الوزن ، فإن قوة شد الحبلين الرأسيين يساهم في رفع الجسم ويقسم الوزن على قوتي الشد وكلما زاد عدد الاحبال الرافعة نحتاج إلى قوة أقل لرفع الجسم لاحظ المسافة التي يتحرك بها الحبل الذي نؤثر غليىة بقوة شد تعادل ضعف المسافة التي يتحرك بها الجسم ويرتفع نحو الاعلى وبذلك يكون الشغل متساوي .

الرافعة :
نسمي مجموعة من البكرات لها محاور متوازية الرافعة . يتم تشكيل الرافعة ؛ كتلة ثابتة (المحور الأسود) وكتلة متحركة (المحور الأصفر ). تسمح البكرة الثابتة ذات المحور الاحمر ببساطة بتغيير اتجاه تطبيق القوة

 
الجملة المادية تتحرك بنفس التسارع لأن الخيط لا يمتط وقوة الشد متساوية على طرفي الخيط عند دراسة الجملة نحدد اتجاه الحركة ونحدد القوى المؤثرة على كل جسم ونطبق قانون نيوتن الثاني على كل جسم ونجري عملية الجمع للمعادلات حتى نحصل على تسارع الجملة اذا كان المستوى مائل يتم تحليل القوى ونحدد هل المستوى املس أم خشن حتى نحدد قوة الاحتكاك المعاكسة لحركة الجسم

آلة أتود (بكرة وخيط)

مبدأ العمل:

تتكون من كتلتين \[m₁ \;\;\;\; ,\;\;\;\; m₂\] متصلتين بخيط يمر على بكرة ملساء. عندما تكون الكتل غير متساوية، تبدأ النظام بالحركة حسب قانون نيوتن الثاني.

\[ F = ma \]→ التسارع:\[ a = \frac{(m₂ - m₁)g }{ (m₁ + m₂)}\]

تطبيقات عملية للمعادلات:

• تصميم المصاعد الكهربائية (اتزان الكتل)
• أنظمة الرفع في مواقع البناء
• أجهزة قياس الوزن (الموازين)
• أنظمة الفرامل في السيارات

معادلة حفظ الطاقة:

\[ m₁gh = ½(m₁ + m₂)v² + m₂gh\]

تطبيقات حياتية:

• 👩🔬 التعليم: توضيح قوانين الحركة والجاذبية في الفيزياء الأساسية.
• 🏗️ الهندسة: تصميم أنظمة رفع الأثقال (مصاعد، رافعات) باستخدام نظريات التوازن.
• ⚖️ قياس الكتلة: تُستخدم مبادئها في موازين دقيقة لقياس الاختلافات الطفيفة في الكتلة.
• 🧪 التجارب المخبرية: دراسة تأثير الاحتكاك وقصور البَكَرة الذاتي.

حساب التسارع وقوة الشد

الكتلة الأولى (كجم):

الكتلة الثانية (كجم):

احسب

تحليل حركة نظام الكتل المتصلة

وصف النظام:

نظام مكون من:

• كتلة 1 : متدلية رأسيًا
• كتلة 2: على سطح أفقي خشن (له معامل احتكاك )
• بكرة مهملة الاحتكاك والكتلة
• خيط مثالي (عديم الكتلة وغير قابل للتمطيط)

القوانين الحاكمة:

1. معادلات القوى:

لكل كتلة:

للكتلة المعلقة (m₁):

$$ m₁g - T = m₁a $$

للكتلة الأفقية (m₂):

$$ T - f_{k} = m₂a $$ $$ f_{اk} = μ_k.N = μm₂g $$

2. إيجاد التسارع (a):

$$ a = \frac{m₁ - μ_k.m₂}{m₁ + m₂}g $$

3. إيجاد قوة الشد (T):

$$ T = \frac{m₁m₂(1 + μ_k)}{m₁ + m₂}g $$

التطبيقات العملية:

يستخدم هذا النوع من الأنظمة في:

• أنظمة الرفع في المصانع
• أنظمة الفرامل في السيارات
• أجهزة التمرين الرياضي
• أنظمة النقل بالحبال

ملاحظات هامة:

شروط صحة المعادلات:

• الخيط غير قابل للتمطيط → تسارع متساوي للكتلتين
• البكرة مهملة الكتلة → قوة الشد متساوية على الجانبين
• الحركة في اتجاه التسارع الموجب

المصدر https://www.vascak.cz/?page_id=2355&language=it#demo اكتب تعليقا واذا كان هناك خطأ اكتبه وحدد مكانه Write a comment, and if there is mistake, write and specify its location

No comments:

Post a Comment