الفائدة الآلية للرافعة

قانون الرافعة:

إن حاصل ضرب القوة في طول ذراعها يساوي حاصل ضرب المقاومة في طول ذراعها. وهذا يجعل الرافعة متزنة

أي أن:

تذكر أن الفائدة الآلية للآلات البسيطة بشكل عام تعطى بالعلاقة:

ومن العلاقة التي تُعرف بقانون الرافعة، نجد أنّ الـفـائــدة الآلـيــة للرافـعـة تعطى بالعلاقة التالية:

من خلال القانون السابق يمكن استنتاج الملاحظة المهمة التالية:

كلما زاد طول ذراع القوة وقل طول ذراع المقاومة زادت الفائدة الآلية للرافعة

سؤال:

كيف يمكنك زيادة الفائدة الآلية للرافعة؟

الإجابة:

بتقليل طول ذراع المقاومة، أو بزيادة طول ذراع القوة.

سؤال:

ما أهمية نقطة الارتكاز في الرافعة، وما أثر موقعها على مقدار القوة اللازمة؟

الإجابة:

إن موقع نقطة الارتكاز يحدد نوع الرافعة والغرض من استخدامها، ويحدد طول كلّ من ذراعيّ القوة والمقاومة، وبالتالي يحدد الفائدة الآلية لها.

سؤال:

يـبـيـن الشكل ساقاً فلزيّة مثقبة على مسافات متساوية (10 سم)، مُعلّق فيها جسمان (ق، م).

اعتماداً على البيانات المدونة على الشكل، أجب عن الأسئلة الآتية علماً بأن السّاق متزنة:

أ- احسب الفائدة الآلية للرافعة.

ب- احسب وزن الجسم الثاني (م).

ج- إلى أيّ مجموعة تُصنف هذه الرافعة؟

الإجابة:

أ-

لاحظ أن القوة تقع على الثقب السادس من يمين نقطة الارتكاز والذي يبعد عنها مسافة (60 سم).

بينما تقع المقاومة على الثقب الثاني من يسار نقطة الارتكاز والذي يبعد عنها مسافة (20 سم).

مقدار القوة المؤثرة في النظام تساوي (2.5 نيوتن)

لإيجاد الفائدة الآلية للرافعة نستخدم القانون التالي:

ب-

لإيجاد وزن الجسم الثاني (م) والذي يمثل المقاومة في النظام نستخدم قانون الرافعة:

ق × ل_ق = م × ل_م

2.5 × 60 = م × 20

بقسمة الطرفين على (20 ) ينتج:

ج- بما أن نقطة الارتكاز تقع بين القوة المؤثرة والمقاومة لذا تصنف هذه الرافعة إلى المجموعة الأولى.