ForHosting KIT · الهندسة والبناء

حاسبة الفائدة الميكانيكية للبكرات

أربعة مقاطع من الحبل تحمل حملًا قدره 400 نيوتن تعطي فائدة ميكانيكية مثالية تساوي 4 وقوة شد لا تتجاوز 100 نيوتن. أدخل عدد المقاطع الداعمة والحمل لتحصل على الفائدة وقوة الجهد وحصة كل مقطع. مجانية في متصفحك.

مجاني
يعمل في متصفحك
دون تسجيل
بياناتك لا تغادر جهازك

شغّل الأداة مجانًا اطّلع على الـAPI

استخدمها من الويبAPIالبريدTelegramالتطبيق قريبًا

مثال محلول

إذا أدخلت

المقاطع: 4
قوة الحمل: 400

تحصل على

الفائدة الميكانيكية: 4
الفائدة الميكانيكية المثالية: 4
قوة الجهد: 100
نسبة تخفيض القوة: 4

يضاعف نظام البكرات القوة بتوزيع الحمل على عدة خيوط من الحبل نفسه. في النموذج المثالي في الكتب المدرسية — حبل عديم الكتلة وبكرات بلا احتكاك — تساوي الفائدة الميكانيكية عدد مقاطع الحبل الداعمة التي تمسك الكتلة المتحركة. إذا كانت أربعة خيوط تدعم الحمل، فإن الفائدة الميكانيكية المثالية تساوي أربعة وتكون قوة الجهد الثابتة ربع الحمل. يستخدم الطلاب هذه العلاقة في واجبات أنظمة الرفع، ويحتاج المعلمون إلى مرجع حتمي لمفاتيح الإجابات، ويقوم طاقم المختبر بتحديد حجم النظام قبل قياس الكفاءة الحقيقية. تقبل هذه الحاسبة عددًا صحيحًا موجبًا من المقاطع وحملًا غير سالب، وتُرجع IMA المثالية وقوة الجهد والحمل لكل مقطع وتسمية قصيرة للتكوين، وترفض صفر مقاطع حتى لا يضطر المتصل أبدًا إلى القسمة على صفر.

كيف تُعرَّف الفائدة الميكانيكية المثالية للبكرة

ابدأ بحبل ممرَّر عبر بكرات ثابتة ومتحركة بحيث تتقاسم عدة مقاطع رأسية وزن حمل معلق بالكتلة المتحركة. في النموذج المثالي يحمل كل مقطع الشد نفسه المساوي لقوة الجهد المطبقة عند الطرف الحر من الحبل. يتطلب اتزان الجسم الحر رأسيًا حينئذ أن يساوي حاصل ضرب عدد المقاطع n في الشد مقدار الحمل، وبإعادة الترتيب نحصل على الفائدة الميكانيكية المثالية IMA تساوي n وقوة الجهد F_e تساوي الحمل مقسومًا على n.

البكرة الثابتة المفردة لها n تساوي واحدًا: فهي تغير اتجاه القوة لكنها لا تضاعفها. البكرة المتحركة المفردة تعطي عادة n تساوي اثنين. تقابل أنظمة الرفع الكلاسيكية gun tackle وluff tackle وdouble tackle ثلاثة وأربعة وخمسة مقاطع داعمة في كثير من رسومات الكتب المدرسية، بينما ترفع مجموعات block and tackle الأكبر قيمة n أكثر فأكثر.

تتجاهل IMA المثالية فقد الاحتكاك وتمدد الحبل وقصور البكرات؛ أما الأنظمة الحقيقية فلها فائدة ميكانيكية فعلية أدنى من IMA وكفاءة تساوي AMA مقسومة على IMA. تجيب هذه الصفحة عمدًا عن الصيغة المغلقة المثالية فقط من عدد المقاطع والحمل حتى تبقى نية البحث واضحة. يجب أن يكون عدد المقاطع عددًا صحيحًا موجبًا؛ ويُرفض الصفر كمدخل غير صالح لأنه لا يوجد خيط داعم وستكون القسمة على صفر بلا معنى.

يجب أن يكون الحمل منتهيًا وغير سالب حتى لا يُنفى الوزن ضمنيًا أبدًا.

ما الذي ترسله وما الذي تحصل عليه

الحقل segments هو عدد خيوط الحبل الداعمة n ويجب أن يكون عددًا صحيحًا موجبًا لا يقل عن واحد. الحقل load هو الوزن أو القوة المطلوب إمساكها أو رفعها ببطء، وعادةً ما يكون بالنيوتن عندما تريد الجهد بالنيوتن، أو بأي وحدة قوة متسقة. تشمل الفحوص الكلاسيكية أربعة مقاطع وأربعمائة وحدة حمل ليكون IMA أربعة والجهد مائة؛ ومقطعين ومائة لجهد خمسين؛ ومقطعًا واحدًا وخمسين لجهد خمسين دون مضاعفة للقوة.

استخدم نموذج المتصفح المجاني للواجبات والفحوص السريعة، ثم استدعِ العقد نفسه من النصوص البرمجية عندما تحتاج إلى مفاتيح إجابات بالجملة أو أوراق تحضير للمختبر أو مراجع تصحيح. حافظ على اتساق الوحدات عبر مختبر متعدد الخطوات: إذا كان الحمل بالكيلونيوتن، يُبلَّغ عن الجهد بالوحدة نفسها حتى تبقى التقارير متماسكة دون تحويلات خفية.

أين تظهر حاسبات الفائدة الميكانيكية للبكرات في العمل الحقيقي

تكلف مقررات الفيزياء في المرحلة الثانوية والمقررات الجامعية التمهيدية الطلاب برسومات أنظمة الرفع، وتُعَدّ الخيوط الداعمة في مخططات الجسم الحر، وتطلب الجهد المثالي قبل مسائل الكفاءة؛ ومرجع واحد موثوق يسرّع التصحيح وإعداد العروض. تحوّل مساحات الابتكار وبرامج التوعية في STEM نمط التمرير المعدود إلى قوة سحب متوقعة حتى يقارن الطلاب التنبؤ بميزان زنبركي. كثيرًا ما تذكر ملاحظات التصميم الميكانيكي IMA المثالية بجانب AMA المقاسة عند توثيق اختبارات الرفع.

إذا احتجت لاحقًا إلى الفائدة الميكانيكية الفعلية من الجهد المقاس، أو كفاءة البكرات، أو الشغل والقدرة أثناء الرفع، أو تخفيض القوة على مستوى مائل، فعاملها كنوايا بحث وصفحات هبوط منفصلة بدلًا من إثقال صفحة حاسبة الفائدة الميكانيكية المثالية للبكرات هذه.

حالات الاستخدام

مفاتيح إجابات الواجبات والامتحانات

احسب IMA المثالية = n والجهد F_e = load/n من عدد الخيوط الداعمة، حتى يشترك الطلاب وأدوات التصحيح الآلي في حقيقة واحدة بصيغة مغلقة.

تحضير مختبر أنظمة الرفع

تنبأ بقوة السحب المثالية لنظام رفع قبل قياس الجهد الحقيقي والكفاءة بميزان زنبركي.

الأسئلة الشائعة

ما الفائدة الميكانيكية المثالية لنظام بكرات؟

في النموذج المثالي، تساوي IMA عدد مقاطع الحبل n التي تتقاسم الحمل. وقوة الجهد هي الحمل مقسومًا على n.

ماذا يحدث إذا كان segments صفرًا؟

صفر مقاطع داعمة لا يمكن أن يوفر فائدة ميكانيكية وسيؤدي إلى القسمة على صفر.

هل يشمل ذلك الاحتكاك أو الكفاءة؟

لا. تعيد هذه الصفحة IMA المثالية فقط. الفائدة الميكانيكية الفعلية والكفاءة مسألتان وصفحتا هبوط منفصلتان.

هل يمكن أن يكون segments كسرًا؟

لا. يجب أن يكون عدد الخيوط الداعمة عددًا صحيحًا موجبًا (n ≥ 1).

كم تبلغ قوة الشد مع أربعة مقاطع وحمل قدره 400 نيوتن؟

تبلغ قوة الشد المثالية 100 نيوتن، لأن الحمل يتوزع على المقاطع الأربعة الداعمة. ويحمل كل مقطع أيضًا 100 نيوتن ما دام الاحتكاك وتمدد الحبل مهملين.

أدوات ذات صلة

للمطوّرين — الوصول عبر API

كل ما في هذه الصفحة متاح برمجيًا. هذا القسم موجّه للفرق التقنية التي تريد ربط الأداة بأنظمتها الخاصة؛ بقية المستخدمين يمكنهم استخدام الأداة أعلاه مباشرة دون الحاجة لقراءة ما يلي.

الـEndpoint

POSThttps://api.kit.forhosting.com/mech/pulley-mechanical-advantage

صادِق على طلبك بترويسة Bearer، وأرسل طلب POST واحدًا لتدخل مهمتك قائمة التنفيذ فورًا؛ ثم تستلم النتيجة عبر webhook أو رابط موقّع.

استدعِ الخدمة من بيئتك

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/mech/pulley-mechanical-advantage \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"segments":4,"load":400}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/mech/pulley-mechanical-advantage", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "segments": 4,
    "load": 400
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/mech/pulley-mechanical-advantage",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "segments": 4,
    "load": 400
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/mech/pulley-mechanical-advantage", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"segments":4,"load":400}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"segments":4,"load":400}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/mech/pulley-mechanical-advantage", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

مثال على الطلب

{
  "segments": 4,
  "load": 400
}

مثال على الاستجابة

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "mech.pulley_mechanical_advantage",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

الواجهة غير متزامنة: تستلم task_id فور الإرسال، ويمكنك الاستعلام عن الحالة بمعدل طلب واحد في الثانية.

الأسعار

لكل طلب$0.002

السعر معلن كما تراه: لا tokens ولا نظام نقاط؛ وإن فشلت المهمة فلن تُحاسَب عليها.

الأخطاء

HTTP	الرمز	المعنى
`401`	`unauthorized`	مفتاح الوصول مفقود أو غير صالح؛ تحقق من ترويسة Bearer في طلبك.
`402`	`insufficient_balance`	رصيدك لا يكفي لتنفيذ هذه المهمة؛ أعد شحن الرصيد ثم أعد المحاولة.
`404`	`unknown_type`	نوع المهمة المطلوب غير موجود في الكتالوج — راجع الاسم المرسل في الطلب.
`429`	`rate_limited`	تجاوزت الحد المسموح من الطلبات؛ انتظر قليلًا ثم أعد المحاولة.

ملاحظات تقنية

تشترك الأداة المجانية في المتصفح وواجهة API المدفوعة في دالة نقية واحدة متسقة، لذا لا تتباعد عروض الفصول الدراسية وخطوط المعالجة الآلية على الأرقام نفسها أبدًا.

كيف تُعرَّف الفائدة الميكانيكية المثالية للبكرة

خط المعالجة هو حساب حتمي بالفاصلة العائمة: لا بذور عشوائية ولا طوابع زمنية ولا استدعاءات شبكية ولا انحراف في النموذج، لذا تنتج المدخلات المتطابقة دائمًا JSON متطابقًا.

ما الذي ترسله وما الذي تحصل عليه

أرسل رقمين منتهيين مطلوبين في الحقلين segments وload. الحقول المفقودة والسلاسل غير الرقمية وNaN وInfinity والمقاطع الصفرية أو السالبة والمقاطع غير الصحيحة والحمل السالب تفشل كلها مع invalid_input ولا تُحتسب. عند النجاح يعيد الرد segments وload بعد التنقية، وmechanical_advantage وideal_mechanical_advantage وكلاهما يساوي n، وeffort_force بوصفه الحمل مقسومًا على n، وforce_reduction_ratio يساوي n مجددًا، وload_per_segment يساوي الناتج نفسه، وconfiguration بوصفه تسمية قصيرة مثل single_fixed_pulley أو single_movable_pulley أو gun_tackle أو luff_tackle أو double_tackle أو block_and_tackle، وmodel مضبوطًا على ideal، وكائن تلميح للوحدات، والأسلوب ideal_pulley_supporting_segments، وسلسلة الصيغة IMA = n; F_e = load/n. سعر استدعاءات API الناجحة هو الأساس المنشور $0.002 لكل عنصر؛ وإخفاقات التحقق لا تستهلك الرصيد المدفوع مسبقًا.

أين تظهر حاسبات الفائدة الميكانيكية للبكرات في العمل الحقيقي

يحدد طاقم تجهيز المسارح والإبحار والتدريب على الإنقاذ حجم نظام الرفع من عدد الخيوط ووزن الحمولة كمرشح أول قبل تطبيق معاملات الأمان وتخفيضات الاحتكاك الحقيقي. يريد مؤلفو المناهج الذين يبنون دروسًا تفاعلية شكل JSON نفسه في أداة المتصفح وفي API حتى تبقى أوراق العمل دون اتصال وأدوات التصحيح الآلي عبر الإنترنت متوافقة. ولأن هذه القدرة محرك حسابي نقي، فإن سعر API هو الأساس المنشور $0.002 لكل عنصر ناجح، والتحقق الفاشل لا يستهلك الرصيد.

حالات التكامل

مسودات تحديد حجم التجهيزات والرافعات

حوّل المقاطع الداعمة المعدودة ووزن الحمولة إلى جهد مثالي كمرشح أول قبل معاملات الأمان وتخفيضات الاحتكاك.

أسئلة تقنية

كم التكلفة؟

أداة المتصفح مجانية وتعمل محليًا. تستخدم طلبات API رصيد KIT المدفوع مسبقًا بمقدار $0.002 لكل عنصر ناجح؛ والمدخلات غير الصالحة لا تُحتسب.

اطّلع على توثيق KIT الكامل ←

شغّل الأداة مجانًا

مثال محلول

كيف تُعرَّف الفائدة الميكانيكية المثالية للبكرة

ما الذي ترسله وما الذي تحصل عليه

أين تظهر حاسبات الفائدة الميكانيكية للبكرات في العمل الحقيقي

حالات الاستخدام

مفاتيح إجابات الواجبات والامتحانات

تحضير مختبر أنظمة الرفع

الأسئلة الشائعة

أدوات ذات صلة

للمطوّرين — الوصول عبر API

الـEndpoint

استدعِ الخدمة من بيئتك

مثال على الطلب

مثال على الاستجابة

الأسعار

الأخطاء

ملاحظات تقنية

كيف تُعرَّف الفائدة الميكانيكية المثالية للبكرة

ما الذي ترسله وما الذي تحصل عليه

أين تظهر حاسبات الفائدة الميكانيكية للبكرات في العمل الحقيقي

حالات التكامل

مسودات تحديد حجم التجهيزات والرافعات

أسئلة تقنية

شكرًا