أنواع الأدوات الهندسية الرياضية
تعتبر قياسات الأبعاد الهندسية من العناصر الأساسية في دراسة علم الهندسة والرياضيات وتطبيقاتهما، وخاصةً في مجال الهندسة العملية والهندسة الإقليدية التي تتعلق ببناء الأشكال الهندسية. وللحصول على قياسات دقيقة، تحتاج إلى مجموعة من الأدوات الهندسية الرياضية، حيث تتميز كل أداة بشكل واستخدام محدد، لقياس الطول أو العرض أو القطر.
تتعدد الأدوات الهندسية الرياضية في أشكالها وأنواعها، سواءً لقياس أو رسم الأشكال الهندسية مثل المثلثات والدوائر ومتوازيات الأضلاع والمربعات. لبداية رسم شكل هندسي، يحتاج المرء إلى ورقة نظيفة، قلم رصاص، وممحاة. وفيما يلي أبرز الأدوات المستخدمة: المسطرة بأنواعها، المنقلة، الفرجار، الكوس، والمقسم.
أداة المسطرة
تعتبر المسطرة (بالإنجليزية: Ruler) من أكثر أدوات القياس الهندسي والرياضي استخدامًا، ولها اسم آخر وهو مقياس الخط. تُستخدم لقياس الخطوط وأبعاد الرسومات، وكذلك لإنشاء خطوط مستقيمة وتحديد أطوال القطع المستقيمة.
تتميز كافة أنواع المساطر بتدرجاتها، حيث تكون مُعلمة بالبوصة أو السنتيمترات أو المليمترات، ويدعى الفاصل بين كل تدريج وآخر علامة التجزئة. لاستخدام المسطرة، يجب أولاً وضع العلامة الصفرية على نقطة بدء القياس مع محاذاة المسطرة للجسم الذي يُراد قياسه، ثم رسم خط بالقياس المطلوب أو قراءة هذا القياس بدايةً من علامة التجزئة الصفرية.
تقسم المساطر إلى عدة أنواع، منها:
مسطرة المكتب
تعتبر مسطرة المكتب الأكثر شيوعًا، إذ تصنع من البلاستيك أو الخشب أو المعدن، وتكون شفافة أو غير شفافة. غالبًا ما يكون طولها 30 سم وتستخدم للقياس ورسم الخطوط، حيث تُشير إلى وحدتي قياس هما؛ البوصة على أحد الجوانب والسنتيمتر على الجانب الآخر.
مسطرة الخط
تستخدم مسطرة الخط في الطباعة، وهي أكثر دقة من مسطرة المكتب، مصنوعًة من الفولاذ المقاوم للصدأ، وعادةً ما يكون طولها 30 سم.
المسطرة T
تستخدم المسطرة T (بالإنجليزية: T-Square) من قبل المهندسين والمعماريين والرسامين لإنشاء المخططات. تصب تركيزها على التأكد من صحة الزوايا، وغالبًا ما تُستخدم مع الفرجار أو المنقلة في رسم الزوايا.
تتضمن خطوات استخدام المسطرة T كالتالي:
- الخطوة الأولى
قم بتثبيت المربع بزاوية قائمة على حواف منطقة الرسم، مع التأكد من عدم انزلاقه.
- الخطوة الثانية
استخدم برغي خاص لتثبيت المربع مما يمنع حركته.
- الخطوة الثالثة
قم برسم خطوط عمودية وزوايا أفقية، واستخدم منحنى المسطرة لرسم الأشكال المنحنية.
- الخطوة الرابعة
تأكد من وضع المسطرة بدقة على حواف الأجسام التي تُريد قياس أبعادها، حافظ على الخطوط الرأسيّة دون تحرك المسطرة.
أداة المنقلة
تُستخدم المنقلة (بالإنجليزية: Protractor) في الرسم الهندسي، وهي عنصر أساسي لا يمكن الاستغناء عنه. ابتُكرت لأول مرة في القرن الثالث عشر الميلادي لرسم الدوائر، وما زالت تُستخدم حتى اليوم.
تتكون المنقلة من نصف دائرة مُدرجة من 0 إلى 180 درجة. تُقسم إلى مجموعتين، لليمين ولليسار، حيث تُستخدم لقياس الزوايا كما يلي:
- القياس بالجانب الأيمن
يجب استخدام القراءة الداخلية للمنقلة لقياس الزوايا على الجانب الأيمن.
- القياس بالجانب الأيسر
يتوجب استخدام القراءة الخارجية للقياس على الجانب الأيسر للمنقلة.
أداة الفرجار
يُستخدم الفرجار (بالإنجليزية: Calipers) لقياس المسافات بين جوانب الأجسام. بالإضافة إلى الاستخدام الهندسي، له فوائد عديدة في المختبرات والقطاع الطبي وصناعة الطائرات.
توجد أنواع متعددة للفرجار مثل الفرجار العادي والرقمي والزُنبركي والمايكرومتري. يتكون الفرجار من ثلاثة أجزاء رئيسية: الريشة، الطرفين الدوارين، والمدوار الكبير. خطوات استخدامه تشمل:
- الإمساك والتحريك
قم بإمساك طرفي الفرجار وتحريك المدوار الكبير.
- التدوير
تأكد من تدوير الفرجار بحذر، ودوِّن القياسات لتفادي الخطأ.
- قراءة القياس
عليك التأكد من دقة قراءة القياس للحصول على الأرقام الصحيحة.
أداة الكوس
تُعرف المُثلثات الهندسية باسم الكوس أو مجموعة المربعات (بالإنجليزية: Set-squares) وهي مصنوعة من الخشب أو البلاستيك. تُستخدم لرسم خطوط متوازية وعمودية، وتأتي بنوعين: مثلث قائم الزاوية بزاويتين 45 درجة، ومثلث بزاوية 60 درجة وزاوية 30 درجة.
خطوات استخدام الكوس تشمل:
- الخطوة الأولى
قم بمحاذاة حافة الكوس مع المسطرة، ورسم خط على طول إحدى الحواف.
- الخطوة الثانية
قم بتحريك الكوس إلى موضع جديد مع الحفاظ على المسطرة ثابتة.
- الخطوة الثالثة
ارسم خطاً واضحاً على حافة الكوس المستخدمة سابقًا.
أداة المقسم
يُستخدم المُقسِّم (بالإنجليزية: Divider) لقياس وتمييز ونقل المسافات، ويتكون من ساقين متصلتين بشكل يُشبه الرقم ٧. يستخدم عادةً للنقل الدقيق للأبعاد.
بينما يُشبه أداة البوصلة في الاستخدام، الاختلاف الرئيسي يكمن في أن البوصلة تُستخدم لتحديد المسافات والاتجاهات البحرية، بينما يُستخدم المُقسِّم للنقل الدقيق للأبعاد على الرسومات.