الآلات البسيطة: العجلة والمسمار ونظام التثبيت والشد

هل تعرف ما الذي سمعته ذاك اليوم؟ هيا أخبريني! الآلات البسيطة! هل سمعت عنها؟ لا… هناك العديد منها، مثل العجلة. نعم، لقد سمعت عن العجلة. ولكن هل هي آلة؟ نعم، آلة بسيطة تدور. لكنها لا تدور الآن. حان وقت تبديلها. شئ مذهل أن أتمكن من رفع سيارة تزن طنين بعضلاتي فقط! نعم. هذا بفضل تلك الآلة البسيطة. مسمار الرفع؟ المسمار. هل المسمار آلة؟ نعم، آلة بسيطة. لكن حقا، كيف أستطيع رفع السيارة؟ لست بهذه القوة. المسمار في الرافعة هو ما يعطيك الميزة الميكانيكية. عندما تحرك المقبض، تتحول الحركة الدائرية إلى حركة باتجاه المحور. هذا ما يفعله المسمار. هل هذا الشيء: "ما يُكتسب كقوة يُفقد كإزاحة" ينطبق على المسامير أيضا؟ هل تقصد القاعدة الذهبية للميكانيكا؟ نعم، أنظر إلى المسمار عن كثب. إذا دارت هذه النقطة على المسمار مرة، فإنه يتحرك حوالي ستة سنتيمتر. في نفس الوقت، يدفع المسمار الحزقة 0‪.‬25 سنتيمتر باتجاه المسمار. إزاحة أقل بكثير، لكننا اكتسبناها في صورة قوة. ما يُكتسب كقوة يُفقد كإزاحة. لكن هذه حركة باتجاه المسمار، بينما تتحرك السيارة للأعلى. نعم، مسمار الرفع هو مزيج أنيق لعدة آلات بسيطة. إنه مسمار — متصل بنظام ذكي من الرافعات التي ترفع السيارة. ذكي، صحيح؟ نعم. ذكي! لقد انتهيت من تغيير الإطار. منذ متى تستخدم هذه الآلات البسيطة؟ منذ زمن طويل جدا. هل تريد الذهاب والنظر بنفسك؟ أنظري! بكرات وحبل. نعم، ماذا تظن ذلك؟ آه، عرفت. آلة بسيطة. بالطبع. هل فكرت كيف تعمل؟ شئ عن القاعدة الذهبية للميكانيكا ثانية؟ بالطبع! راقب الحبل والبكرات. يقوم العامل بشد الحبل لمسافة متر، بينما يرتفع البرميل نصف متر فقط. "ما يُكتسب كقوة يُفقد كإزاحة." لقد فهمتَ الآن، وكلما احتاجوا لرفع أوزان كبيرة جدا، قاموا بتثبيت بكرات أكثر في نظام "التثبيت والشد" لاكتساب ميزة ميكانيكية. أنظر بنفسك! نعم، فهمت. يصبح الرفع أسهل ولكن عليهم شد الحبل لمسافة أبعد. نعم. كلما أضفت قطعا، كلما اكتسبت قوة أكبر، ولكن عليك شد الحبل لمسافة أبعد. جميل! إذا يمكنني رفع شئ ما مهما كان ثقيلا، إذا كان لدي ما يكفي من بكرات التثبيت والشد. لا، هناك حد. كلما استخدمت بكرات أكثر، كلما زاد الاحتكاك مع الحبل. أوه، إذا سيكون ثقيلا أيضا بسبب الإحتكاك؟ حسنا، ماذا لدينا إذا؟ العجلة، المسمار، وبكرة التثبيت والشد. نعم، ثم هناك السطح المنحدر، والوتد، والرافعة. آلات بسيطة. حسنا، لنذهب إذا... في آلتي المعقدة. في الواقع يا فيليب أن أي آلة معقدة مثل سيارتك، معظمها عبارة عن نظام مركب من الآلات بسيطة.