سطح منحدر
السطح المنحدر أو المستوى المائل أو الحَدَل[1] أو الحَدَلَة[1] هو سطح يميل بزاوية عن السطح الأفقي بحيث تكون نهايته عند ارتفاعين مختلفين. يستخدم السطح المنحدر لتسهيل رفع الأجسام على سطحه بحيث تكون القوة اللازمة للرفع أقل منها بشكل عامودي على السطح الأفقي. يعتبر السطح المنحدر من الآلات البسيطة الستة التي حددها علماء عصر النهضة والتي لا تحتوي على أجزاءٍ متحركة.[2][3][4]
تحليل
عدل
حسب قانون حفظ الطاقة فإن الطاقة اللازمة للرفع لا تتغير (بإهمال طاقة الاحتكاك) سواء استعمل السطح المنحدر أم لا، ولكن القوة اللازم تطبيقها للرفع تكون أصغر في حال استخدام السطح المنحدر، وذلك بسبب تحليل قوة ثقالة الجسم إلى مركبتين تكون المركبة العاملة فيها موازية للسطح وتتناسب مع جيب زاوية السطح المنحدر الذي يصنعها مع الخط الأفقي θ. تكون القوى المتوازنة على الجسم B وضع على سطح منحدر S على الشكل التالي وذلك بإهمال مقاومة الهواء، (ما عدا التي تكون بسرعات عالية):
- القوة الناظمية (قوة رد الفعل) N التي يؤثر بها السطح S على B.
- قوة الجاذبية الأرضية mg تؤثر رأسيا إلى الأسفل، حيث تحلل إلى مركبتين هما mg.sinθ وmg.cosθ حيث تكون الأخيرة هي القوة الممانعة للرفع.
- قوة الاحتكاك f التي تؤثر تأثيرًا موازيًا للسطح S بعكس جهة حركة الجسم.
يمكننا أن نقسم القوى الجاذبة mg إلى اتجاهين، أحدهما عمودي على السطح S والآخر موازي له.
- وحيث أنه لا يوجد أي حركة عمودية على السطح S، فإن قوة رد الفعل (القوة الناظمية) للسطح N يجب أن تكون مساوية وبعكس القوة الجاذبية mgcosθ.
- إذا كان ما تبقى من عناصر قوة الجاذبية الأرضية الموازية للسطح mg.sin θ أكبر من قوة الاحتكاك f فان الجسم B سوف ينزلق إلى الأسفل (إذا كان حراً) مع تسارع = g.sinθ - FK/m، حيث FK هي قوة الاحتكاك الحركية. وإلا فإن الجسم سيبقى ثابتاً.
عندما تكون زاوية المنحدر θ تساوي صفر (سطح أفقي)، يؤدي إلى أن sinθ تكون صفر وبهذه الحالة يكون الجسم B ساكن لا يتحرك.
المنحدر في الهندسة المعمارية
عدلالمنحدر في الهندسة المعمارية يُستعمل لتوصيل سطحين موجودين على ارتفاعات مختلفة.
- سطح المنحدر يمكن أن يكون مستوياً أو لولبياً (رسم واظهار منحدر حلزوني اسطواني ( ميلان 9%))
- يجب أن لا يتجاوز ميلان المنحدر 6 ٪، لسهولة الاستخدام، حتى من جانب الأشخاص ذوي الاحتياجات الخاصة.
- يجب أن لا يتجاوز ميلان الطريق المنحدر للمركبات 20٪.بداية ونهاية الطريق = 6 ٪. يُوصى 12 ٪ كميلان للمنحدر.
انظر أيضًا
عدلمراجع
عدل- ^ ا ب حسن سعيد الكرمي (1999)، المغني الأكبر: معجم اللغة الإنكليزية الكلاسيكية والمعاصرة والحديثة إنكليزي عربي موضح بالرسوم واللوحات الملونة (بالعربية والإنجليزية) (ط. 2)، بيروت: مكتبة لبنان ناشرون، ص. 1107، OCLC:1039055899، QID:Q117808099
- ^ Usher، Abbott Payson (1988). A History of Mechanical Inventions. Courier Dover Publications. ص. 106. ISBN:978-0-486-25593-4. مؤرشف من الأصل في 2019-12-08.
- ^ Scott، John S. (1993). Dictionary of Civil Engineering. Chapman & Hill. ص. 14. ISBN:978-0-412-98421-1. مؤرشف من الأصل في 2019-12-08.
angle of friction [mech.] in the study of bodies sliding on plane surfaces, the angle between the perpendicular to the surface and the resultant force (between the body and the surface) when the body begins to slide. angle of repose [s.m.] for any given granular material the steepest angle to the horizontal at which a heaped surface will stand in stated conditions.
- ^ Peet، T. Eric (2006). Rough Stone Monuments and Their Builders. Echo Library. ص. 11–12. ISBN:978-1-4068-2203-8. مؤرشف من الأصل في 2019-12-08.
