المجال 01
الميكانيكا
القوى والحركة والطاقة: القواعد التي تقف وراء كل آلة
تشرح الميكانيكا لماذا تتحرك الأشياء، أو تتسارع، أو تتباطأ، أو تبقى ساكنة. وهي أساس كل آلة تقريبًا.
ما ستتعلمه
- ما القوة، وكيف تجتمع القوى معًا
- كيف يساعد الاحتكاك، وكيف يعرقل الحركة
- كيف تجعل الروافع والبكرات والمستويات المائلة العمل أسهل
- كيف تتحول الطاقة من شكل إلى آخر
أمثلة على التجارب
-
دحرج عربة على منحدرات بزوايا مختلفة، وقارن سرعتها.
-
حرّك نقطة ارتكاز الرافعة، وابحث عن أصغر قوة ترفع الحمل.
-
غيّر السطح الذي تحت كتلة، ولاحظ كيف يغيّر الاحتكاك حركتها.
أشياء يمكنك بناؤها
-
منحدر مع عربة ومصدّ
-
رافعة ترفع حملًا ثقيلًا
-
نظام بكرات بسيط
توضّح هذه الأمثلة نوع العمل في هذا المجال. وقد تختلف الدروس المنشورة عنها.
جرّب نموذجًا صغيرًا
تعمل هذه النماذج الصغيرة هنا مباشرة في متصفحك، وتواصل العمل دون إنترنت بعد تحميل الصفحة. إنها نماذج تعليمية مبسّطة، وليست محرك المحاكاة في MEKALUMI.
نصيحة: اسحب الترس الأيسر لتديره بيدك.
سلسلة تروس
غيّر عدد الأسنان في كل ترس، ولاحظ كيف تتغير السرعة وقوة الدوران.
- نسبة التروس
- 1 : 2
- سرعة الخرج
- 15 دورة/دقيقة · أبطأ ×2
- قوة الدوران
- × 2
- الاتجاه
- عكس اتجاه المحرك
عندما يدير ترس صغير ترسًا كبيرًا، يدور الترس الكبير ببطء أكبر ولكن بقوة أكبر. وتستخدم آلات الرفع والدراجات والساعات هذه الفكرة.
النموذج: تروس مثالية بلا احتكاك ولا انزلاق. سرعة المحرك: 30 دورة/دقيقة.
ما تبسّطه المحاكاة
- تُعامَل الأجسام عادةً على أنها صلبة تمامًا: فلا تنبعج ولا تتشقق ولا تبلى.
- يتبع الاحتكاك ومقاومة الهواء معادلات بسيطة؛ أما العالم الحقيقي فأكثر تعقيدًا وفوضى.
كل محاكاة تبسّط الواقع، ومعرفة كيف تفعل ذلك جزء من تعلّم الهندسة.
الصلة بالمواد الدراسية
الفيزياء، والرياضيات (الزوايا والنسب)، والتربية البدنية
الصلة بالمجالات الأخرى
الميكانيكا هي الأساس لعلم الحركة والهياكل والروبوتات.
معلومة مفيدة
يُروى أن أرخميدس قال إنه لو أُعطي رافعة طويلة بما يكفي ومكانًا يقف عليه، لاستطاع أن يحرّك الأرض.