وحدة الفائدة الالية .. الفائدة الميكانيكية

وحدة الفائدة الالية هي جزء من درس الفائدة الميكانيكية للآلات، أو النسبة الآلية والتي تؤثر بقوى محددة القيمة والاتجاه في حال استخدام البكرات والتروس خلال مسافات معينة، وفي هذا المقال سيتم إعادة تقديم هذا الدرس بطريقة مبسطة.

وحدة الفائدة الالية هي عبارة عن مفهوم أساسي من المفاهيم العامة لدروس الفيزياء، ويهتم هذا العلم بدراسة المفاهيم الأساسية في الطبيعة مثل الطاقة، القوة، وخصائص المادة كالكتلة والسرعة، وهي تهدف إلى تفسير نظام عمل ونشأة الظواهر الطبيعية في الكون، وترتبط بباقي العلوم كالرياضيات والطب، فقد كان للفيزياء أثر حاسم وهام في التطور العملي لباقي العلوم، فمثلًا، أدى التقدم في فهم مجال الموجات الكهرومغناطيسة إلى اختراع وتطوير الأجهزة الكهربائية مثل التلفاز والحاسوب.[1]

الفائدة الميكانيكية

تحدد وحدة الفائدة الالية بعد تحديد مفهوم الفائدة الميكانيكية، أو الفائدة الآلية، وهي عبارة عن مقياس مقدار تضخيم القوة الناتج عن استخدام أداة أو جهاز ميكانيكي، وهي بصيغة أخرى الجهد (القوة) المبذول عند استخدام الآلة، وهو ما يرمز له بالحرف “ق”، والذي يحاول التغلب على مقاومة يرمز لها بالحرف “م”، أي أن الفائدة الآلية هي نسبة مضاعفة الآلة للقوة.[2]

وحدة الفائدة الالية

تحسب الفائدة الميكانيكية بقسمة المقاومة على الجهد فعلى سبيل المثال، إذا استخدمت قوة مقدارها 200 نيوتن في التغلب على مقاومة مقدارها 800 نيوتن، يكون مقدار الفائدة الآلية يساوي المقاومة 800 مقسومة على الجهد أو القوة 200، أي 4، وبما أن نيوتن هي وحدة المقاومة والجهد فإن الوحدة القياسية للفائدة الميكانيكية هي قسمة الوحدتين نيوتن على نيوتن، أي أنها عبارة عن ناتج قسمة مقدارين فيزيائيين من النوع نفسه وبالتالي فهي لا تملك وحدة.[2]

الآلة البسيطة

يتضمن العنوان الرئيسي للمقال مفهوم الآلة البسيطة، وهي في علم الفيزياء والميكانيكا، آلة حراكية تغير اتجاه أو قيمة القوة، وتقوم هذه الآلة بعملها باستخدام قوة واحدة للقيام بالجهد، أو ما يسمى أحيانًا الشغل ضد حمولة واحدة، دون أخذ الاحتكاك بعين الاعتبار، وبذلك يكون العمل المطبق يساوي العمل الناشئ عن قوة الحمولة، وقد حدد علماء عصر النهضة ستة آلات بسيطة، وهي: الرافعة، والملفاف، والبكرة، والإسفين، والمحوى أو البرغي، ثم تمت إضافة السطح المنحدر لاحقًا. [3]

وحدة الفائدة الالية تحدد بالرجوع إلى قانون حساب الفائدة الميكانيكية، وتحديد وحدات طرفي القانون، وتعد الفائدة الآلية من الدروس الأساسية في مادة الفيزياء لطلاب الصف التاسع  ضمن الوحدة الثانية، التي تهتم بفرع الميكانيكا، الذي يقسم إلى فصول، ويسمى الخامس منها: الآلات البسيطة.