بطاقة الدرس:
- عنوانه: الآلات البسيطة.
- ترتيبه: الثاني من الوحدة الثالثة «الشغل والطاقة».
- مادة: العلوم.
- الصف: السادس الابتدائي.
- الفصل الدراسي: الأول.
- المدارس: الأردنية.
- الهدف: تلخيص/مراجعة وحل أسئلة.
- الدرس السابق: الطاقة الميكانيكية
تسهل الآلات البسيطة إنجاز الشغل عن طريق تغير مقدار القوة اللازمة لبذل الشغل أو اتجاهها أو الاثنين معا.
أولا: الآلات البسيطة وأنواعها
سؤال: ما هي أنواع الآلات:
الإجابة:
- آلة بسيطة.
- آلة معقدة.
سؤال: ما المقصود بالآلة البسيطة؟
ج: أداة تعمل على تغيير مقدار القوة اللازمة لبذل الشغل أو اتجاهها أو الاثنين معًا.
سؤال: من الأمثلة على الآلات البسيطة؟
الإجابة:
- البكرة.
- المستوى المائل.
- الرافعة.
أولا: الرافعة
سؤال: ما المقصود بالرافعة؟
ج: هي ساق تدور حول نقطة ثابتة تسمى نقطة الارتكاز.
سؤال: ما هي مكونات الرافعة؟
الإجابة:
- ساق قابلة للدوران حول النقطة.
- نقطة الارتكاز: مقطة دوران الرافعة.
- القوة: القوة المبذولة على الجسم.
- المقاومة: وزن الجسم الذي يتم تحريكه.
سؤال: ما المقصود بالفائدة الالية للرافعة؟
ج: النسبة بين المقاومة إلى القوة المؤثرة.
الفائدة الآلية للرافعة = النسبة بين المقاومة والقوة المؤثرة.
سؤال: مثال: ماذا نعني بقولنا إن الفائدة الاليه لرافعه = 3
ج: أي أن الرافعة تضاعف قوة الجسم المؤثر 3 أضعاف (الآلة تضاعف قوتي 3 مرات).
سؤال: ما فائدة الرافعة؟
ج: تمكنني من التغلب على المقاومة (وزن الجسم) بأضعاف القوة التي ابذلها عليه.
ثانيا: المستوى المائل
سؤال: ما المقصود بالمستوى المائل؟
ج: سطح مستو أحد طرفيه مرتفع بالنسبة إلى الطرف الاخر يمكنك من رفع جسم بقوة أقل من رفعه رأسيا.
سؤال: ما أهمية المستوى المائل؟
ج: يستخدم في تطبيقات عدة منها نقل الاجسام الثقيلة مثل نقل الأثاث إلى الشاحنة.
ملحوظة: أحبتي الطلبة في الشكلين لو رفع العامل الصندوق بشكل رأسي سيرفعه متر واحد لكنه سيبذل قوة كبيرة اما على المستوى المائل سيحتاج إلى 3 امتار ولكن سيبذل قوة اقل.
انتباه: في الحالتين سواء رفعه على مستوى مائل أو راسيا فهو يبذل نفس الشغل الذي يختلف فقط هو القوة.
سؤال: قم بإيجاد الشغل المبذول فيما يلي؟
- اذا رفع العامل الصندوق رأسيا للأعلى بقوة N 300 في 1m.
ج: W=F.S = 300.1 = 300 J
- اذا رفع العامل الصندوق على المستوى المائل الشغل J 300 في مسافة M 3 (سنحسب القوة)
ج: F = W/S = 300 / 3 = 100 N
لاحظ مقدار الشغل نفسه ولكن القوة في الحالة الأولى أكبر من القوة في الحالة الثانية
سؤال: ما ذا يحدث كلما زاد طول المستوى المائل؟ مثلاً بدلا من 3m أصبح 2m؟
ج: كلما قل طول المستوى المائل زادت القوة التي أحتاجها لرفع الصندوق.
سؤال: ما الفائدة الآلية للمستوى المائل؟
ج: تعتمد الفائدة الآلية في المستوى المائل على طوله (يعني أنا بستفيد من المستوى المائل حسب الطول)
ثالثا: البكرة
سؤال: ما المقصود بالبكرة؟
ج: عجلة يوجد بوسط اطارها فراغ ليمر حوله حبل أو سلك قوى قابلة للدوران حول محور.
سؤال: كيف يمكنني استخدام البكرة لرفع الصندوق؟
ج: تغير البكرة اتجاه القوة المبذولة لان شد الحبل إلى الأسفل أسهل من شده إلى الأعلى اذ يربط الجسم المراد رفعه بأحد طرفي الحبل ويسحب الطرف الاخر للأسفل.
رابعا: العجلة ومحور الدوران
سؤال: ما المقصود بالعجلة ومحور الدوران؟
ج: جسمان مثبتان معا ويدوران حول نفسه.
سؤال: كيف نستفيد من العجلة والدوران؟
الإجابة:
- نجعل العجلة أكبر من المحور ––> فيصبح دوران المحور لمسافة صغيرة يقابله دوران العجلة لمسافة كبيرة لذلك دوران المحور في الدراجة الهوائية إلى دوران العجلة.
- التروس: أقراص مسنة تنقل الحركة من قرص إلى آخر.
خامسا: الكفاءة الآلية
هي مصطلح يستخدم للدلالة على فاعلية الة معينة باستغلال الطاقة المبذولة عليها لينتج طاقة أعلى.
الكفاءة الآلية: النسبة المئوية للطاقة المفيدة الخارجة من الآلة إلى الطاقة الداخلة فيه.
(علمائي يعني أي طاقة بتبذلها على آلة، الالة بتستفيد منها وبتحولها لأي شكل من اشكال الطاقة مناسب لإنجاز الشغل الي انصنعت الآلة مشانه).
مثلا: المحرك بحول الطاقة الكيميائية لحركية.
سؤال: هل تستفيد الآلة من جميع الطاقة المبذولة الداخلة اليها؟
ج: للأسف لا، بعض الطاقة الداخلة تكون غير مفيدة فتصبح طاقة ضائعة فلو لمست محرك السيارة ستجده ساخن او لمست حبل العلم ستجده ساخنا والسبب الضياع هو قوة الاحتكاك تضيع على شكل طاقة حرارية.
يعني يا مس في علم الفيزياء بوضح لك انه ما في آلة مثالية (ما في آلة كفاءتها 100%).
سؤال: علل: لا توجد فائدة آلية مثالية كفاءتها 100%؟
ج: جميع الآلات تفقد طاقة غير مفيدة بسبب قوة الاحتكاك.
سؤال: اعط بعض الطرق لتقليل الطاقة الغير مفيدة في الآلات؟
الإجابة:
- الشكل الانسيابي للسيارة أو الطائرة يقلل من مقاومة الهواء.
- زيوت التشحيم تقلل من قوة الاحتكاك.
مراجعة الدرس
الْفِكْرَةُ الرَّئيسَةُ: سؤال: ما فَائِدَةُ اسْتِخدام الْآلاتِ الْبَسِيطَةِ؟
ج: تسهل اللات البسيطة انجاز الشغل عن طريق تغير مقدار القوة اللازمة لبذل الشغل او اتجاهها او الإثنين معا.
الْمَفاهِيمُ وَالْمُصْطَلَحاتُ: سؤال: أَكْتُبُ الْمَفْهُومَ الْمُنَاسِبَ فِي الْفَراغِ:
- (الآلة البسيطة): أداةً تَعمَلُ عَلى تَغيير مقدارِ أَوِ اتَّجَاهِ الْقُوَّةِ اللَّازِمَةِ لِإِنجاز الشُّغْلِ.
- (البكرة): عَجَلَةٌ مُحيطها غائِرٌ، يُلَفٌ حَوْلَهُ حَبْلٌ أَوْ سِلْكٌ قَوْيٌّ، قَابِلَةٌ لِلدَّوَرانِ حَوْلَ مِحوَرٍ.
التَّفْكيرُ النّاقِدُ
سؤال: صَمَّمَ طَالِبٌ مُسْتَوَى مائِلًا، وَحَسَبَ فَائِدَتَهُ الْآلِيَّةَ بِقِسْمَةِ طُولِ المُستوى عَلَى ارْتِفاعِهِ. ج: يَتَوَقَّعُ الطَّالِبُ أَنَّ الْفَائِدَةَ الْفِعَلِيَّةَ أَقَلُّ بِقَليلٍ مِنَ الْقِيمَةِ الْمَحسوبَةِ. أُوَضْحُ صِحَّةَ هذَا الرَّأي نعم فعليا يضيع جزء من الطاقة على شكل طاقة حرارية.
سؤال: أَخْتارُ الْإِجابَةَ الصَّحيحَةَ: فِي الْمُسْتَوى الْمائِلِ الْعَلَاقَةُ بَيْنَ الْقُوَّةِ المؤثرة وَالْمَسَافَةِ الَّتِي يتَحَرَّكُهَا الْجِسْمُ تَحتَ تَأْثِيرِ الْقُوَّةِ:
- أ– نُقصانُ الْقُوَّةِ يُقابِلُهُ نُقصانُ الْمَسافَةِ.
- ب– زِيادَةُ الْقُوَّةِ يُقابِلُهُ زِيادَةُ المَسَافَةِ.
- ج– زِيادَةُ الْقُوَّةِ يُقابِلُهُ نُقصانُ المَسافَةِ.
- د– نقصانُ الْقُوَّةِ يُقابِلُهُ زِيادَةُ المَسافَةِ.
⇐ هنا أيضًا عزيزي الطالب: حل مراجعة الوحدة 2 «المادة» علوم 6 ابتدائي «أردني» الفصل الأول
حلول أسئلة مراجعة الوحدة
الْمَفاهِيمُ وَالْمُصْطَلَحاتُ: أَكْتُبُ الْمَفْهُومَ الْمُنَاسِبَ فِي الْفَراغِ:
- (طاقة وضع الجاذبية): الطَّاقَةُ الْمُخْتَزَنَةُ فِي الْجِسْمِ عِنْدَ رَفْعِهِ إِلَى الْأَعْلَى.
- (الشغل): ناتِجُ ضَـربِ الْقُوَّةِ الْمُؤثرَةِ فِي الْمَسَافَةِ الْمَقْطُوعَةِ باتجاهها.
- (الفائدة الآلية): النِّسْبَةُ بَيْنَ الْمُقاوَمَةِ وَالْقُوَّةِ الْمُؤَثّرَةِ.
سؤال: أَصِفُ بِخُطُواتٍ مُتَسَلْسِلَةٍ تَحَوُّلاتِ الطَّاقَةِ الميكانيكِيَّةِ فِي لُعِبَةِ الْقَفْزِ عَلَى الترامبولين؟
ج: عندما اضغط بقدمي على السطح التراميوسين المرن فإن الطاقة وضع مرونية تختزن فيه وعندما ابدأ بالحركة إلى الأعلى تتحرر الطاقة المختزنة في النابض وتتحول إلى طاقة حركية تنتقل إلى جسمي ف أتمكن من القفز عاليا في الهواء.