دليل المراجعة · GKU 1
دليل مراجعة الميكانيكا والاهتزازات (الهندسة الميكانيكية)
الوحدة المعرفية العامة الأولى في ثلاثة أجزاء، وفق دليل هيئة تقويم التعليم والتدريب. الاستاتيكا: الجسيمات ونظم القوى، واتزان الأجسام الجاسئة، والجملونات، والهياكل والآلات، والقوى الداخلية في العوارض، والاحتكاك، والمراكز الهندسية وعزوم القصور الذاتي للمساحات. الديناميكا: كينتيكا الجسيمات (نيوتن والشغل والطاقة والدفع وكمية الحركة والتصادم)، وكينتيكا الأجسام الجاسئة، وكينماتيكا الجسيمات والأجسام الجاسئة، ثم الآلات المبنية عليها: الآليات وتحليل مواضعها وسرعاتها وتسارعاتها، والكامات، وتحليل القوى، ونقل القدرة، والاتزان. الاهتزازات: الأنظمة أحادية درجة الحرية الحرة والمخمدة والقسرية، ونظام الرتبة الأولى، والعزل، والسرعات الحرجة، وأساسيات الأنظمة ثنائية درجة الحرية. يبدأ كل قسم ببطاقة مراجعة سريعة، ويشرح الفيزياء، ويشتق المعادلات العملية، وينتهي بأمثلة محلولة متدرجة من السهل إلى مستوى الاختبار.
مبني على المعيار التخصصي الرسمي لهيئة تقويم التعليم والتدريب لهذا الموضوع: كل موضوع مُدرج وكل مخرج تعلّم، مع المعادلات والأشكال والأمثلة المحلولة. الأقسام الكاملة متاحة للأعضاء في التطبيق.
SKU 1.1 · الاستاتيكا
اتزان الجسيم
قوى تمر كلها بنقطة واحدة: كيف نجمعها، والمعادلتان اللتان تحفظان اتزانها.
العزوم والمزدوجات وأنظمة القوى المكافئة
الأثر الدوراني للقوة، والمزدوجة، وكيف يُختزل أي نظام إلى قوة واحدة ومزدوجة واحدة، وكيف يصبح الحمل الموزع حملاً مركّزاً.
اتزان الأجسام الجاسئة وردود أفعال الركائز
الركائز وردود الأفعال التي توفرها، ومعادلات الاتزان المستوي الثلاث، والأعضاء ثنائية وثلاثية القوى، والتحديد الاستاتيكي.
الجملونات المستوية: طريقة المفاصل وطريقة المقاطع
قوى الأعضاء في الجملونات ذات المفاصل المسمارية، مفصلاً بعد مفصل أو بقطع واحد، مع الأعضاء عديمة القوة وعدّ التحديد الاستاتيكي.
الإطارات والآلات والبكرات والكابلات
إنشاءات بأعضاء متعددة القوى: فكّكها، واستخدم الفعل ورد الفعل عند كل مسمار، ودع البكرات والكابلات تنقل الشدّ حول الزوايا.
القوى الداخلية في العوارض: القص وعزم الانحناء
اقطع العارض واحتفظ بأحد جانبيه، فيعطي اتزان تلك القطعة قوة القص وعزم الانحناء عند القطع؛ ثم تتبع المخططات من مشتقتين.
الاحتكاك الجاف: الكتل والأسافين واللوالب والسيور
احتكاك كولوم، ووشك الانزلاق مقابل الانزلاق الفعلي، وزاوية الاحتكاك، وأدوات الاحتكاك التي يعود إليها الاختبار: الأسافين واللوالب ذات السن المربع والسيور على الأسطوانات.
مركز الثقل والمراكز الهندسية
أين يؤثر وزن الجسم وأين يقع المركز الهندسي للمساحة أو الحجم: بالتكامل، وبالأجزاء المركبة، وبنظريتي بابوس.
عزوم القصور الذاتي للمساحات
العزم الثاني للمساحة: ماذا يقيس، وكيف يُحسب بالتكامل، وكيف تبنيه نظرية المحاور المتوازية للمقاطع المركبة.
SKU 1.2 · ديناميكا الجسيمات والأجسام الجاسئة
كينتيكا الجسيمات: قانون نيوتن الثاني
القوة تساوي الكتلة في التسارع، مكتوبة في الإحداثيات التي تناسب الحركة، مع حيلة دالمبير لتحويل مسألة الديناميكا إلى مسألة استاتيكا.
كينتيكا الجسيمات: الشغل والطاقة والقدرة
يربط مبدأ الشغل والطاقة القوى بالسرعات عبر المسافات، دون تسارعات أو أزمنة؛ ويتبع منه حفظ الطاقة والقدرة.
كينتيكا الجسيمات: الدفع وكمية الحركة والتصادم
القوة المتكاملة على الزمن تغيّر كمية الحركة؛ وعندما لا يؤثر دفع خارجي تُحفظ كمية الحركة، ويُكمل معامل الارتداد مسألة التصادم.
كينتيكا الأجسام الجاسئة: معادلات الحركة المستوية
القوة تساوي الكتلة في تسارع مركز الكتلة، والعزم يساوي عزم القصور الذاتي الكتلي في التسارع الزاوي: تطبيقها على الدوران حول محور ثابت والتدحرج والحركة المستوية العامة.
كينتيكا الأجسام الجاسئة: طرق الطاقة وكمية الحركة
الشغل والطاقة والدفع وكمية الحركة مكتوبة لجسم ينتقل ويدور معاً، مع التطبيقات التي يعود إليها الاختبار: القضبان الساقطة والأجسام المتدحرجة والقوابض والحذافات.
كينماتيكا الجسيمات
وصف الحركة دون السؤال عن مسببها: الحركة المستقيمة بتسارع ثابت أو متغير، والمقذوفات، والمسارات المنحنية بالإحداثيات العمودية المماسية والقطبية.
كينماتيكا الأجسام الجاسئة في الحركة المستوية
الانتقال والدوران حول محور ثابت والحركة المستوية العامة؛ والسرعة والتسارع النسبيان بين نقطتين من جسم واحد، والمركز اللحظي للسرعة الصفرية.
الآليات والوصلات: درجة الحرية وشرط غراشوف والتركيب
مفردات الآليات، وكيف نعدّ درجات حريتها، وكيف نعرف إن كانت الآلية الرباعية تستطيع الدوران الكامل، ونسب العودة السريعة، وكيف نخطط آلية لحركة مطلوبة.
تحليل الموضع والسرعة والتسارع للآليات
معادلات انغلاق الحلقة للموضع، ومعادلات الحركة النسبية للسرعة والتسارع، وحد كوريوليس للمفاصل الانزلاقية، ونتائج آلية المنزلق والمرفق المستخدمة في المحركات.
تصميم الكامات
أنواع الكامات والتوابع، ومخطط الإزاحة، وحركات الصعود القياسية وقيمها القصوى للسرعة والتسارع، ولماذا يجب أن يكون منحنى التسارع متصلاً.
التحليل الاستاتيكي والديناميكي للقوى في الآليات
إيجاد قوى المفاصل وعزم الدخل في آلية، أولاً بإهمال القصور الذاتي، ثم بإضافته بقوى القصور لدالمبير؛ مع حل محرك المنزلق والمرفق.
نقل القدرة: مجموعات التروس والسيور والحذافات
السرعة والعزم عبر مجموعات التروس البسيطة والمركبة والكوكبية، والقدرة التي ينقلها السير، وتحديد أبعاد الحذافة لإبقاء تذبذب السرعة ضمن الحدود.
اتزان الكتل الدوارة والترددية
لماذا تهز الكتلة اللامركزية الآلة، وكيف تُوزن الكتل في مستوى واحد وفي عدة مستويات، وما الذي يمكن وما لا يمكن موازنته في محرك ترددي.
SKU 1.3 · اهتزازات الأنظمة
الاهتزاز الحر غير المخمد للأنظمة أحادية درجة الحرية
المهتز ذو الكتلة والنابض: معادلة حركته من نيوتن ومن الطاقة، والتردد الطبيعي، والنوابض المكافئة، وكيف نمثّل عارضاً أو عموداً بنابض واحد.
الاهتزاز الحر المخمد
التخميد اللزج، ونسبة التخميد وأنواع الاستجابة الثلاثة، والتردد المخمد، وقياس التخميد من تسجيل الاضمحلال بالتناقص اللوغاريتمي.
الاهتزاز القسري والرنين والاستجابة الترددية
الاستجابة المستقرة لنظام كتلة ونابض ومخمِّد لقوة توافقية، ومعامل التكبير والطور، والرنين، وعدم الاتزان الدوار، والاستجابة الترددية لنظام من الرتبة الأولى (نابض ومخمِّد).
عزل الاهتزاز والسرعات الحرجة والأنظمة ثنائية درجة الحرية
تطبيق نتائج درجة الحرية الواحدة على تصميم حقيقي: اختيار قواعد تعزل، والسرعة الحرجة لدوران عمود، والترددان الطبيعيان وماص الاهتزاز لنظام بكتلتين.
أدلة أخرى في الهندسة الميكانيكية
- دليل مراجعة ميكانيكا الموادGKU 2 · عدد الأقسام: 11
- دليل مراجعة خواص المواد وعمليات التصنيعGKU 3 · عدد الأقسام: 22
- دليل مراجعة ميكانيكا الموائعGKU 4 · عدد الأقسام: 24
- دليل مراجعة الديناميكا الحراريةGKU 5 · عدد الأقسام: 18
- دليل مراجعة انتقال الحرارةGKU 6 · عدد الأقسام: 22
- دليل مراجعة القياسات والأجهزة والتحكمGKU 7 · عدد الأقسام: 23
- دليل مراجعة التصميم والتحليل الميكانيكيGKU 8 · عدد الأقسام: 24