الآلات البسيطة والآلات المركبة: تعريف وأهمية
تُعتبر الآلات البسيطة (بالإنجليزية: Simple machines) أدوات أساسية تساهم في تسهيل أداء الأعمال عبر مجموعة متنوعة من المجالات. غالبًا ما تتكون هذه الآلات من مكون واحد فقط. في المقابل، تُعرف الآلات المركبة (بالإنجليزية: Compound Machines) بأنها أدوات تساهم بشكل أكبر في تسهيل مهام حياتنا اليومية، إذ تتكون من دمج آلتين بسيطتين أو أكثر معًا.
من الأمثلة على الآلات البسيطة: البكرة، والمسمار، والعجلة، والوتد، والرافعة، والمستوى المائل. بينما تشمل الآلات المركبة على الدراجات الهوائية، والكماشة، وعربات الأطفال، والمقصات.
أهمية استخدام الآلات البسيطة
تلعب الآلات البسيطة دورًا حيويًا في خدمة الإنسان؛ حيث تُستخدم بشكل رئيسي في ثلاثة مجالات أساسية:
- زيادة المسافة التي يمكن من خلالها التأثير على جسم ما بواسطة قوة معينة.
- تغيير اتجاه القوة المؤثرة.
- مضاعفة مقدار القوة وسرعة تأثيرها.
أهمية الآلات المركبة
تتمتع الآلات المركبة بأهمية كبيرة، ويمكن تلخيص فوائد استخدامها كما يلي:
- تتميز بقدرتها على توفير مزايا ميكانيكية أكبر، وبالتالي خيارات أداء أكثر مقارنةً بالآلات البسيطة.
- تجاوزها للآلات البسيطة من حيث مقدار القوة وكفاءة التأثير.
- تساهم في تقليل الجهد البدني المطلوب من الشخص لإنجاز مهام تتجاوز قدراته البدنية العادية.
التاريخ واستخدام الآلات البسيطة والمركبة
يعود النشاط البشري في استخدام الآلات البسيطة إلى أكثر من مليوني عام، حيث تم العثور على أدوات حجرية بدائية خلال حفريات في أفريقيا، تُظهر أنها كانت تستخدم كفؤوس يدوية مصنوعة من قطع صخرية على شكل أسافين.
يُنسب إلى عالم الرياضيات أرخميدس الفضل في تصميم آلة مركبة لنقل السفن في ميناء سيراكيوز في القرن الثالث قبل الميلاد، إضافة إلى تطويره لمضخة الماء اللولبية، التي استُخدمت لري الأراضي المرتفعة.
تعود أهمية الآلات البسيطة إلى إنجاز الكثير من المعالم التي خلدها التاريخ، مثل الأهرامات في مصر، حيث استخدم الفراعنة القدماء تقنيتين بسيطتين: المستوى المائل والرافعة، لدفع ورفع الأحجار الضرورية لبناء الأهرامات. كما تم استخدام العجلة المرتبطة بمحور وحصان لإنشاء العربات، لتسهيل نقل الأشخاص في بلاد ما بين النهرين حوالي 3200 ق.م.
