مكونات التجربة

عدد من التروس ذات أنصاف أقطار مختلفة .

خطوات التجربة

أدر عجلة التروس ولاحظ .
 سرعة دوران التروس الأخرى كل حسب نصف قطر الترس .
 إنتقال الحركة من الترس لآخر مع تغيير إتجاه الحركة .

التفســـير

تماثل التروس الرافعة فكما تستخدم الرافعة لتكبير القوة فى الحركة الخطية تقوم التروس بالتكبير فى الحركة الدورانية

ويعتبر نقل الحركة الدورانية عن طريق التروس عملية أساسية فى كافة المعدات التى تعتمد على الدوران بدءاً بالساقية إلى السيارة . ويلاحظ أن الترس الصغير إذا كان فيه مثلاً 10 أسنان والترس الكبير فيه 50 سنا فإن نسبة التروس هى 5 إلى 1 ومعنى ذلك أن الترس الصغير يدور 5 مرات لكل دورة من الترس الكبير

فإذا بذلنا جهداً لإدارة الترس الصغير فإن الترس الكبير ينتج منه عزم يساوى 5 مرات قدر العزم المبذول على الترس الصغير أى أنه حدث تضاعف للعزم قدره 5 مرات

وبذلك يكـون الكسـب الميكانيكى هو 5 وكذلك إذا بذلنا الجهد لإدارة الترس الكبير فإن الكسب الميكانيكى هو الخمس أى أن العزم المبذول على الترس الكبير ينقل إلى الترس الصغير عزماً يساوى خمس العزم المبذول على الترس الكبير ولكن عدد مرات الدوران تصبح 5 مرات أى أن الترس الصغير يدور أسرع من الترس الكبير 5 مرات

ومن هذا نستنتج أنه إذا كان لدينا حمل يحتاج إلى عزم كبير والسرعة غير مهمة فإننا نحتاج إلى تكبير العزم ، فنبذل العزم على ترس صغير ليحرك ترسا كبيراً قادراً على إنتاج العزم المطلوب أما إذا كان المطلوب هو زيادة السرعة فإننا نبذل العزم على ترس يحرك ترسا أصغر بسرعة كبيرة ولكن ينتج عزماً أقل وهـذا بالضبط ما يحدث فى السيارة فعند البداية تحتاج السيارة إلى عزم كبير ولذا نحرك ترساً صغيراً يسبب دوران ترس أكبر قادر على بذل العزم المطلوب أما إذا تحركت السيارة ولم تعد فى حاجة إلى عزم كبير للدوران وأصبح المطلوب فقط مقاومة الإحتكاك والإنطلاق بسرعة فإننا نبذل الجهد على تـرس يقوم بدوره بتحريك ترس أصغر ينتج عزماً أقل ولكن يدور أسرع

كذلك تستخدم التروس فى تغيير إتجاه الحركة وكما نرى فإن كل ترسين معشقين يدوران فى عكس
الإتجاه ، بمعنى أن الأول يدور فى إتجاه عقارب الساعة مثلا والثانى يدور فى عكس إتجاه عقارب الساعة


التطبيقـات

Screw Jack كوريك العربة

يستخدم فى تكبير القوة لرفع العربة ويعتمد على أن القوة الصغيرة التى تتحرك على مسافة كبيرة يمكن تحويلها إلى قوة كبيرة تتحرك على مسافة صغيرة لرفع العربة .

Gear Box تـروس العربة
يشتمل عادة على مجموعة من التروس تختلف أنصاف أقطارها وعدد تروسها وذلك لإ يجاد عدد مختلف من السرعات


العــجلة

يعتمد عمل العجلة على وجود نسبة تروس عالية بين أنصاف أقطار التروس مثال ذلك إذا كانت النسبة بين نصفى قطرى ترسين هما 4:1 فإن هذا يعنى أن حركة واحدة من البدال تؤدى الى التضاعف 4 مرات فتقلل الجهد وتزيد السرعة .


 التعليـق


فى الحركة الخطية فإن القوة المبذولة على رافعة مضروبة فى مسافة تأثير القوة من المركـز تساوى القوة الناتجة مضروبة فى مسافة تأثير هذه القـوة فإذا كانت القوة المبذولة صغيرة ومسافة تأثيرها كبيرة فإن القوة الناتجة تكون كبيرة ومسافة تأثيرها صغيرة وبذلك يمكن بذل مجهود بسيط لتحريك كتلة كبيرة .

أما فى الحركة الدورانية فتلاحظ أن الترسين معشقين ولذلك فإن قوة تأثير الأول على الثانى عند نقطة التعشيق لابد أن تساوى فى المقدار قوة تأثير الثانى على الأول عند نقطة التعشيق ، عملاً بقانون نيوتن الثالث كل فعل له رد فعل مساو فى المقدار ومضاد فى الإتجاه .

ولذلك فإن عزم الإزدواج على الترس الأول هو حاصل ضرب قوة التأثير عند نقطة التعشيق فى نصف قطر الترس الأول وعزم الإزدواج على الترس الثانى هو حاصل ضرب قوة التأثير عند نقطة التعشيق فى نصف قطر الترس الثانى ولأن قوة التأثير متساوية فإن نسبة قيمة عزم إزدواج الترس الأول إلى قيمة عزم إزدواج الترس الثانى كنسبة نصف قطر الترس الأول إلى نصف قطر الترس الثانى ، وهى تساوى نسبة عدد أسنان الترس الأول إلى عدد أسنان الترس الثانى لأن عدد الأسنان يساوى محيط الدائرة مقسوماً علـى عرض تجويف السنة وهو متساو للترسين حتى يمكنهما التعشيق فيما بينهما .

فإذا بذلنا عزم إزدواج على الترس الصغير فإنه يتم تكبيره 5 مرات على الترس الكبير ، بحيث يستطيع هذا الترس إدارة حمل يصعب إدارته بالترس الصغير والعكس إذا بذلنا عزم إزدواج على الترس الكبير فإن عزم الإزدواج الناتج على الترس الصغير هو خمس العزم المبذول ولكن الترس الصغير فى هذه الحالة يدور بسرعة تبلغ 5 مرات سرعة الترس الكبير .