كيف تلعب مختبر الروافع
- اختر رافعة واقرأ نوعها والحِمل W والذراعين في البطاقة.
- جِد مواضع نقطة الارتكاز والحِمل والقوة، وقِس الذراعين كليهما من نقطة الارتكاز.
- استخدم قانون الرافعة، F·d_e = W·d_l، لتجد القوة أو مكان نقطة الارتكاز أو ذراع القوة، واضغط ادفع.
- راقب المؤشر: يرتفع الحِمل لحظة بلوغ عزم القوة الخط.
كيف تضاعف الرافعة القوة؟
الرافعة قضيب صلب يدور حول نقطة ثابتة هي نقطة الارتكاز. يدفع عليها حِمل W عند ذراع الحِمل d_l، وتدفع أنت بقوة F عند ذراع القوة d_e. تتوازن الرافعة حين تتساوى العزوم حول نقطة الارتكاز: F·d_e = W·d_l. لذا F = W·d_l ÷ d_e، والفائدة الآلية MA = W ÷ F = d_e ÷ d_l. في رافعة النوع الأول، مثل العتلة أو المقص أو أرجوحة التوازن، تقع نقطة الارتكاز بين القوة والحِمل. وفي رافعة النوع الثاني، مثل عربة اليد أو كسّارة الجوز، يقع الحِمل بين نقطة الارتكاز والقوة، لذا تكون MA دائمًا أكبر من 1. وفي رافعة النوع الثالث، مثل ساعدك أو الملقط أو صنارة الصيد، تقع القوة بين نقطة الارتكاز والحِمل، لذا تكون MA أقل من 1: تدفع أقوى من الحِمل، لكن الحِمل يتحرك أبعد وأسرع.
نموذج تعليمي مركّز
الرافعة خفيفة وصلبة، وكل قوة تؤثر عموديًا عليها. تكبر القوة بانتظام من الصفر خلال 2 s؛ ويرتفع الحِمل تمامًا حين يبلغ F·d_e القيمة W·d_l، وتُحسب تلك اللحظة بدقة، والعزم الذي يقع ضمن 0.05% منها يُحتسب. ثم تدور الرافعة 8° في 1 s مع استمرار القوة، فيرتفع الحِمل d_l·sin θ بينما تتحرك يدك d_e·sin θ. يجري في الزمن الحقيقي.