الرافعات من الدرجة الثانية والثالثة
الغرض من هذه التجربة هو تحليل الرافعات من الدرجة الثانية والثالثة؛ وفي هذه الحالة، يتم وضع نقطة الارتكاز عند أحد طرفي القضيب.
ما يتعلمه الطلاب
- الرافعات من الدرجة الثانية والثالثة
الجانب العلمي وراء هذه التجربة
كخطوة أولى، وقبل تعليق الأجسام على الميزان، قم بإجراء ما يُعرف بـ«عملية التوازن». في النظرية العامة للرافعات، يُفترض أن الميزان عديم الكتلة؛ لكن في تجربتنا اليومية، يتعين علينا أن نأخذ وزن الميزان في الحسبان وأن نضيف ثقلًا موازنًا لتحقيق التوازن.
تكتسب هذه العملية أهمية بالغة عندما يتطلب الأمر استخدام موازين ذات أذرع غير متساوية. فالفرق في طول الأذرع الذي يميز هذه الموازين يجعل عملية تعيين الوزن الفارغ ضرورية لإجراء التجربة بالطريقة الصحيحة.
يتم تحديد موضع التوازن عن طريق جعل مجموع الزخم الخارجي للقوى يساوي صفرًا. وبمجرد تحديد نقطة ارتكاز الرافعة، ما عليك سوى قياس الكتل ومواقعها بالنسبة إلى نقطة الارتكاز.
نظرًا لأن المقاومة تقع بين نقطة الارتكاز والقوة، فإن هذا التكوين يشكل رافعة من الدرجة الثانية. وإذا قمنا ببناء تكوين آخر، مع تبديل موضعي القوة والمقاومة، فسنحصل على رافعة من الدرجة الثالثة.
يستخدم البستاني عربة يدوية لنقل الأدوات ونفايات الحديقة. ويُوضع الحمل في منتصف العربة.
يصطاد الصياد السمكة التي تصبح الحمل في طرف الذراع.
المعدات المستخدمة
- قطر القضيب 3 × الطول 72.5 مع أسطوانة — MEC-040
- بكرة مزودة بخطاف — MEC-024
- قطر القضيب 10 × الطول 127 مع خطاف — MEC-034
- حبل بوليستر غير مرن — MEC-030
- أوزان أسطوانية بوزن 50 و25 و10 جرام مزودة بخطاف — MEC-018، MEC-019، MEC-020
- قضيب دعم متعدد الوظائف، بأطراف مستديرة، مزود بثقوب، طوله 35 مم — MEC-050
- قضيب مزود بفتحة ذراع مع زوج من الأسطوانات الملولبة — MEC-036
أسئلة للطلاب
- ما هو مجموع عزم الحركة للقوة عند حالة التوازن؟
- ما المقصود فعليًّا بحساسية الميزان؟
ما يمكن توقعه
عندما يكون النظام في حالة توازن، يكون مجموع القوة والزخم صفرًا. وحساسية الميزان هي أقل فرق في الوزن يمكن لهذا الجهاز رصده.
قم بإجراء هذه التجربة في فصلك الدراسي
تُعد هذه التجربة جزءًا من برنامج «ATP Volta» — وهو مختبر علمي متنقل ومكتفٍ ذاتيًا يحول الفصل الدراسي العادي إلى مختبر عملي في مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM)، ويضم أكثر من 200 تجربة في مجالات الفيزياء والكيمياء والبيولوجيا والروبوتات والهندسة. ويقوم « Gali » — وهو المرشد التعليمي الذي يعمل بالذكاء الاصطناعي والمدمج في موقع ATP Connect — بتوجيه الطلاب خلال كل خطوة والإجابة على أسئلتهم أثناء إجراء التجارب.
شاهد مختبر «ATP Volta» العلمي المتنقلتواصل مع فريقنا