{
 "id": "course/ca-on-g12-sph4c-c-1",
 "class": "course",
 "slug": "ca-on-g12-sph4c-c-1",
 "label": {
  "en": "Gears, shafts and cams",
  "ar": "تروس ومحاور وكامات",
  "ur": "دندانے دار پہیے، محور اور کیم"
 },
 "summary": {
  "en": "Describing machines that use gears, a slotted rod and cams, and how they work (C3.1, C3.2).",
  "ar": "وصف آلات تستخدم التروس وقضيبًا مشقوقًا وكامات، وكيف تعمل، التوقعان C3.1 وC3.2.",
  "ur": "ایسی مشینوں کا بیان جو دندانے دار پہیے، شگاف دار ڈنڈا اور کیم استعمال کرتی ہیں اور وہ کیسے کام کرتی ہیں، توقعات C3.1 اور C3.2۔"
 },
 "stub": false,
 "wings": [],
 "regions": [],
 "periods": [],
 "tags": [],
 "aliases": [],
 "themes": [],
 "data": {
  "kind": "lesson",
  "sources": [
   "source/ontario-curriculum-secondary-science"
  ],
  "status": {
   "review": "draft",
   "completeness": 1,
   "generated_by": "Claude Code; claude-sonnet-5-5; courses pipeline (docs/courses-mission/PIPELINE.md); 2026-11-12"
  },
  "part_of": "course/ca-on-g12-sph4c-c",
  "expectations": [
   {
    "code": "C3.1",
    "text": {
     "en": "identify and describe, in quantitative and qualitative terms, applications of various types of simple machines […]",
     "ar": "حدِّد وصِف، كميًّا وكيفيًّا، تطبيقات أنواع مختلفة من الآلات البسيطة […]",
     "ur": "سادہ مشینوں کی مختلف اقسام کے استعمالات کی کمیتی اور کیفیتی دونوں اعتبار سے نشاندہی کریں اور انہیں بیان کریں […]"
    }
   },
   {
    "code": "C3.2",
    "text": {
     "en": "explain the operation and mechanical advantage of compound machines and biomechanical systems […]",
     "ar": "اشرح عمل الآلات المركبة والأنظمة الميكانيكية الحيوية وفائدتها الميكانيكية […]",
     "ur": "مرکب مشینوں اور حیاتی میکانیکی نظاموں کے عمل اور ان کے میکانیکی فائدے کی وضاحت کریں […]"
    }
   }
  ],
  "connections": [
   {
    "position": "before",
    "kind": "invention",
    "title": {
     "en": "Wheels on one shaft, wheels in mesh",
     "ar": "عجلات على محور واحد وعجلات متعشقة",
     "ur": "ایک ہی محور پر پہیے، اور دندانوں میں جڑے پہیے"
    },
    "text": {
     "en": "Al-Biruni described an older device, the Moon Box, and proposed simplifying its solar gearing. In his proposal a four-tooth gear sits on the same arbor as a forty-tooth wheel, so they turn together, and the four meshes with a fifty-two-tooth wheel. The record says a shared arbor passes on the same rotation, while a mesh changes speed according to the tooth counts. Which pairs in this train share a shaft, and which mesh?",
     "ar": "وصف البيروني آلة أقدم تسمى صندوق القمر، ثم اقترح تبسيطًا في تعشيقها الشمسي. وفي مقترحه يوضع ترس بأربع أسنان على محور ترس الأربعين نفسه، فيدوران معًا، ويعشق ترس الأربع ترسًا باثنتين وخمسين. ويقول السجل إن المحور المشترك ينقل الدوران نفسه، أما التعشيق فيغيّر السرعة بحسب عدد الأسنان. أي أزواج هذه السلسلة تشترك في محور، وأيها تتعشق؟",
     "ur": "بیرونی نے ایک پرانی مشین بیان کی جسے «صندوقِ قمر» کہا جاتا ہے، پھر اس کے شمسی دندانہ جوڑ کو سادہ بنانے کی تجویز دی۔ اس کی تجویز میں چار دندانوں والا پہیہ چالیس دندانوں والے پہیے کے اسی محور پر بیٹھا ہے، اس لیے دونوں ساتھ گھومتے ہیں، اور چار والا پہیہ باون دندانوں والے پہیے سے جڑتا ہے۔ ریکارڈ کہتا ہے کہ مشترک محور وہی گردش آگے پہنچاتا ہے، جبکہ دندانوں کا جوڑ دندانوں کی تعداد کے مطابق رفتار بدلتا ہے۔ اس سلسلے کے کون سے جوڑے ایک محور میں شریک ہیں اور کون سے آپس میں جڑتے ہیں؟"
    },
    "entity": "invention/biruni-simplified-calendar-gearing",
    "sources": [
     "source/hill-biruni-calendar-1985"
    ]
   },
   {
    "position": "within",
    "kind": "invention",
    "title": {
     "en": "A pump driven by a stream",
     "ar": "مضخة يديرها تيار",
     "ur": "بہتے پانی سے چلنے والا پمپ"
    },
    "text": {
     "en": "Al-Jazari described a pump powered by flowing water. According to the TDV encyclopedia, a stream drives a wheel and gears, and a pin with a slotted rod converts the rotation into back-and-forth motion in the arms of two pistons. The record stresses that the contribution is this arrangement, not the invention of water lifting, and that the Science Museum's model is a reconstruction. Where does the motion change its kind?",
     "ar": "وصف الجزري مضخة يحرّكها الماء الجاري. وبحسب موسوعة TDV يدير التيار دولابًا وتروسًا، وينقل مسمار وقضيب مشقوق الدوران إلى حركة ذراعي مكبسين ذهابًا وإيابًا. ويؤكد السجل أن الإسهام هو هذا الترتيب لا اختراع رفع الماء، وأن نموذج متحف العلوم إعادة بناء. أين تتغير نوعية الحركة؟",
     "ur": "جزری نے بہتے پانی سے چلنے والا پمپ بیان کیا۔ ٹی ڈی وی انسائیکلوپیڈیا کے مطابق ایک دھارا پہیے اور دندانوں والے پہیوں کو چلاتا ہے، اور ایک کیل اور شگاف دار ڈنڈا گردش کو دو پسٹنوں کے بازوؤں کی آگے پیچھے حرکت میں بدل دیتے ہیں۔ ریکارڈ زور دیتا ہے کہ خدمت یہی ترتیب ہے، نہ کہ پانی اٹھانے کی ایجاد، اور یہ کہ سائنس میوزیم کا نمونہ دوبارہ تعمیر ہے۔ حرکت کی نوعیت کہاں بدلتی ہے؟"
    },
    "entity": "invention/jazari-double-piston-pump",
    "sources": [
     "source/tdv-cezeri",
     "source/fstc-jazari-mechanical-genius",
     "source/smg-jazari-double-pump"
    ]
   },
   {
    "position": "after",
    "kind": "invention",
    "title": {
     "en": "Six pistons on one shaft",
     "ar": "ست مكابس على محور واحد",
     "ur": "ایک محور پر چھ پسٹن"
    },
    "text": {
     "en": "In Al-Turuq al-saniyya, Taqi al-Din ibn Maruf described six tubes with pistons, weights and valves, moved by projections distributed around a shaft and joined to a shared outlet. A cam raises a piston through a rocker, and a weight then drives it down. The record says the common pipe collects the delivery and does not become an independent energy source. What has to turn the shaft?",
     "ar": "في «الطرق السنية» وصف تقي الدين بن معروف ست قصبات بمكابس وأثقال وصمامات، تحركها نتوءات موزعة على محور، وتتجمع مخارجها في أنبوب واحد. ترفع الكامة المكبس عبر الذراع، ثم يدفعه ثقل إلى أسفل. ويقول السجل إن الأنبوب الجامع يستقبل نتائج الوحدات ولا يتحول إلى مصدر طاقة مستقل. ما الذي يلزم لإدارة المحور؟",
     "ur": "«الطرق السنیہ» میں تقی الدین بن معروف نے چھ نلکیاں بیان کیں جن میں پسٹن، وزن اور والو ہیں؛ انہیں ایک محور کے گرد پھیلے ابھار چلاتے ہیں اور ان کے نکاس ایک مشترکہ نلکی میں ملتے ہیں۔ کیم ایک بازو کے ذریعے پسٹن کو اٹھاتی ہے، پھر ایک وزن اسے نیچے دھکیلتا ہے۔ ریکارڈ کہتا ہے کہ مشترکہ نلکی یونٹوں کا حاصل جمع کرتی ہے اور توانائی کا آزاد ذریعہ نہیں بنتی۔ محور کو کیا گھمائے گا؟"
    },
    "entity": "invention/taqi-six-cylinder-pump",
    "sources": [
     "source/taqi-turuq-hasan-1976"
    ]
   }
  ],
  "order": 1
 },
 "prose": {
  "ar": {
   "sections": [
    {
     "heading": "موجز",
     "markdown": "يطلب منك هذا الدرس أن تصف تطبيقات الآلات البسيطة، وأن تشرح عمل الآلات المركبة وفائدتها الميكانيكية. ويقدّم المتحف ثلاث آلات وصفتها نصوص من العصور الوسطى: سلسلة تروس للتقويم، ومضخة يديرها الماء، ومضخة بستة مكابس وكامات؛ أما الروافع والبكرات وحساب الفائدة الميكانيكية والأنظمة الميكانيكية الحيوية فعلى صفّك أن يتناولها. {cite:ontario-curriculum-secondary-science}"
    },
    {
     "heading": "أي الأجزاء يدور معًا، وأيها يدفع غيره؟",
     "markdown": "تأمّل كل آلة وعدِّد أجزاءها. علّم الأجزاء التي تشترك في محور، والتي تتعشق بجزء آخر، والتي تدفع جزءًا على خط مستقيم. ماذا يفعل كل اتصال بسرعة الحركة أو باتجاهها؟"
    },
    {
     "heading": "تعمّق",
     "markdown": "عدّ الأسنان. وصف [[person/al-biruni-muhammad-ibn-ahmad|البيروني]] آلة أقدم تسمى صندوق القمر، ثم اقترح تبسيطاً في تعشيقها الشمسي: ترس بأربع أسنان يدير ترساً باثنتين وخمسين {cite:hill-biruni-calendar-1985 pp.140,158,163}. في المقترح يوضع ترس الأربع على محور ترس الأربعين القمري، فيدوران معاً، ويعشق الأربع ترس الاثنتين والخمسين {cite:hill-biruni-calendar-1985 pp.158,163}. المحور المشترك ينقل الدوران نفسه، أما التعشيق فيغيّر السرعة بحسب عدد الأسنان {cite:hill-biruni-calendar-1985 pp.158,163}. وأربع أسنان تقود اثنتين وخمسين تجعل دورة المؤشر الشمسي أطول بثلاث عشرة مرة من دورة القمر النجمية {cite:hill-biruni-calendar-1985 p.163}. ويشغل المستخدم الإدخال يدوياً، ودورة الإدخال الكاملة أسبوع {cite:hill-biruni-calendar-1985 pp.156–157,161–162}."
    },
    {
     "heading": "لماذا فعلوا ذلك؟",
     "markdown": "لا يحفظ السجل جملة يقول فيها البيروني لماذا اقترح التغيير. وهو يذكر ما يقترحه هيل: أن قابلية الحركة إلى الأمام والخلف قد تفيد في فحص التواريخ، ومنها تواريخ الديون. ويصف السجل هذا تفسيراً محتملاً لفائدة الأداة، لا سجل معاملات يثبت أن محكمة أو سوقاً اعتمدتها {cite:hill-biruni-calendar-1985 pp.162–163}."
    },
    {
     "heading": "خطأ شائع",
     "markdown": "قلة العجلات لا تصنع تقويماً أفضل. فإعادة تركيب هيل للتصميم الأقدم تعطي للمؤشر الشمسي نحو 366.4211 يوماً، أي أطول بنحو 1.1789 يوم من سنته المرجعية 365.2422، بينما ينقص المقترح ذو 364 يوماً بمقدار 1.2422 يوم {cite:hill-biruni-calendar-1985 pp.159,163}. فالمقترح ليس أدق من الأقدم في جميع المقاييس: إنه تبسيط منسوب إلى صاحبه، لا انتصار حسابي مطلق {cite:hill-biruni-calendar-1985 pp.159,163}."
    },
    {
     "heading": "كيف نعرف؟",
     "markdown": "يستخرج هيل من النسب سنة مقدارها 364 يوماً، بينما يذكر المقطع المترجم 360 يوماً، ويبقى الفرق ظاهراً في السجل {cite:hill-biruni-calendar-1985 pp.158–163}. وينبه هيل أيضاً إلى أخطاء في الرسوم وإلى أن بعض التجميع مستنتج، فلا تكفي أعداد الأسنان لإعادة بناء الآلة {cite:hill-biruni-calendar-1985 pp.156,158–161,163}. وقد قرأ السجل مقدمة هيل الإنجليزية والترجمة والتعليق الفني، لا جميع التحقيق العربي {cite:hill-biruni-calendar-1985 pp.139–142,156–163}."
    },
    {
     "heading": "فكّر في هذا",
     "markdown": "تقول ترجمة هيل 360 يوماً، وتعطي إعادة تركيبه من أسنان الترسين 364. فأيهما تثق به: الرقم المكتوب في المقطع أم الرقم الذي تعطيه الأسنان، ولماذا؟"
    },
    {
     "heading": "إلى المتحف",
     "markdown": "- [[invention/biruni-simplified-calendar-gearing|تعشيق البيروني للتقويم]]: العجلات الثماني والمقترح والرقمان.\n- [[invention/jazari-double-piston-pump|المضخة ذات المكبسين]]: طريقة أخرى لتحويل الدوران إلى حركة مختلفة.\n- [[invention/taqi-six-cylinder-pump|المضخة ذات القصبات الست]]: كامات وأذرع وأثقال حول محور واحد.\n- [[person/al-biruni-muhammad-ibn-ahmad|البيروني]]: العالم والخلاف على انتمائه."
    },
    {
     "heading": "جرّب هذا",
     "markdown": "اقرأ عن [[invention/biruni-simplified-calendar-gearing|تعشيق البيروني للتقويم]] و[[invention/jazari-double-piston-pump|المضخة ذات المكبسين]] و[[invention/taqi-six-cylinder-pump|المضخة ذات الأسطوانات الست]]. ارسم واحدة منها سلسلة من الأجزاء، وسمِّ كل حلقة: محورًا أو تعشيقًا أو مسمارًا في شق أو كامة."
    }
   ],
   "frontmatter": {
    "id": "course/ca-on-g12-sph4c-c-1",
    "lang": "ar",
    "source_lang": "ar",
    "translators": []
   },
   "updated": "2026-11-13"
  },
  "en": {
   "sections": [
    {
     "heading": "Brief",
     "markdown": "This lesson asks you to describe applications of simple machines, and to explain how compound machines operate and what mechanical advantage they give. The museum offers three machines described in medieval texts: a calendar gear train, a water-driven pump, and a pump with six pistons and cams; the levers, pulleys, calculations of mechanical advantage and biomechanical systems are for your class. {cite:ontario-curriculum-secondary-science}"
    },
    {
     "heading": "Which parts turn together, and which push another?",
     "markdown": "Look at each machine and list its parts. Mark the parts that share a shaft, the parts that mesh with another part, and the parts that push something along a line. What does each connection do to the speed or the direction of the motion?"
    },
    {
     "heading": "Go deeper",
     "markdown": "Count the teeth. [[person/al-biruni-muhammad-ibn-ahmad|Al-Biruni]] described an older device called the Moon Box, then proposed simplifying its solar gearing: a four-tooth gear driving a fifty-two-tooth gear {cite:hill-biruni-calendar-1985 pp.140,158,163}. In the proposal the four-tooth gear shares the forty-tooth lunar wheel's arbor, so they turn together; the four then meshes with the fifty-two {cite:hill-biruni-calendar-1985 pp.158,163}. A shared arbor transfers the same rotation, whereas a mesh changes speed according to tooth counts {cite:hill-biruni-calendar-1985 pp.158,163}. Four teeth driving fifty-two make the solar pointer's revolution thirteen times longer than the sidereal lunar revolution {cite:hill-biruni-calendar-1985 p.163}. The user advances an input by hand, and a complete input revolution takes a week {cite:hill-biruni-calendar-1985 pp.156–157,161–162}."
    },
    {
     "heading": "Why they did it",
     "markdown": "The record keeps no sentence in which al-Biruni says why he proposed the change. It does give Hill's suggestion that reversibility might help investigate dates, including debt dates. The record calls this a possible interpretation of usefulness, not a transaction archive proving adoption by a court or market {cite:hill-biruni-calendar-1985 pp.162–163}."
    },
    {
     "heading": "Often misunderstood",
     "markdown": "Fewer wheels do not make a better calendar. Hill's reconstruction of the older design gives about 366.4211 days for the solar pointer, which is about 1.1789 days too long against his 365.2422-day reference year, while the 364-day proposal is 1.2422 days short {cite:hill-biruni-calendar-1985 pp.159,163}. So the proposal is not more accurate than the older arrangement on every measure: it is an attributed simplification, not an unconditional mathematical victory {cite:hill-biruni-calendar-1985 pp.159,163}."
    },
    {
     "heading": "How do we know?",
     "markdown": "Hill derives a 364-day year from the ratios, whereas the translated passage mentions 360 days, and the difference remains visible in the record {cite:hill-biruni-calendar-1985 pp.158–163}. Hill also warns of erroneous drawings and partly inferred assembly, so tooth counts alone cannot rebuild the machine {cite:hill-biruni-calendar-1985 pp.156,158–161,163}. The record read Hill's English introduction, translation and commentary, not the complete Arabic apparatus {cite:hill-biruni-calendar-1985 pp.139–142,156–163}."
    },
    {
     "heading": "Think about it",
     "markdown": "Hill's translation says 360 days, and his reconstruction from the gear teeth gives 364. Which would you trust, the number written in the passage or the number the gears give, and why?"
    },
    {
     "heading": "Into the museum",
     "markdown": "- [[invention/biruni-simplified-calendar-gearing|Al-Biruni's calendar gearing]]: the eight wheels, the proposal and the two numbers.\n- [[invention/jazari-double-piston-pump|The double-piston pump]]: another way to turn rotation into another motion.\n- [[invention/taqi-six-cylinder-pump|The six-cylinder pump]]: cams, rockers and weights around one shaft.\n- [[person/al-biruni-muhammad-ibn-ahmad|Al-Biruni]]: the scholar and the disagreements about his affiliation."
    },
    {
     "heading": "Try this",
     "markdown": "Read about [[invention/biruni-simplified-calendar-gearing|al-Biruni's calendar gearing]], [[invention/jazari-double-piston-pump|the double-piston pump]] and [[invention/taqi-six-cylinder-pump|the six-cylinder pump]]. Draw one of them as a chain of parts, and label each link as a shaft, a mesh, a pin in a slot or a cam."
    }
   ],
   "frontmatter": {
    "id": "course/ca-on-g12-sph4c-c-1",
    "lang": "en",
    "source_lang": "ar",
    "translators": [
     "Claude Code; claude-sonnet-5-5"
    ]
   },
   "updated": "2026-11-13"
  },
  "ur": {
   "sections": [
    {
     "heading": "مختصر",
     "markdown": "یہ سبق آپ سے کہتا ہے کہ سادہ مشینوں کے استعمالات بیان کریں، اور وضاحت کریں کہ مرکب مشینیں کیسے کام کرتی ہیں اور کتنا میکانیکی فائدہ دیتی ہیں۔ عجائب گھر قرونِ وسطیٰ کے متون میں بیان کی گئی تین مشینیں پیش کرتا ہے: تقویم کے دندانے دار پہیوں کا سلسلہ، پانی سے چلنے والا پمپ، اور چھ پسٹنوں اور کیموں والا پمپ؛ لیور، گھرنیاں، میکانیکی فائدے کے حساب اور حیاتی میکانیکی نظام آپ کی جماعت کو دیکھنے ہیں۔ {cite:ontario-curriculum-secondary-science}"
    },
    {
     "heading": "کون سے پرزے ساتھ گھومتے ہیں، اور کون دوسرے کو دھکیلتے ہیں؟",
     "markdown": "ہر مشین کو دیکھیں اور اس کے پرزوں کی فہرست بنائیں۔ نشان لگائیں کون سے پرزے ایک محور میں شریک ہیں، کون دوسرے پرزے کے ساتھ دندانوں میں جڑتے ہیں، اور کون کسی چیز کو سیدھی لکیر میں دھکیلتے ہیں۔ ہر جوڑ حرکت کی رفتار یا سمت پر کیا اثر ڈالتا ہے؟"
    },
    {
     "heading": "یہ آزمائیں",
     "markdown": "[[invention/biruni-simplified-calendar-gearing|بیرونی کے تقویمی دندانہ جوڑ]]، [[invention/jazari-double-piston-pump|دو پسٹن والے پمپ]] اور [[invention/taqi-six-cylinder-pump|چھ سلنڈر والے پمپ]] کے بارے میں پڑھیں۔ ان میں سے ایک کو پرزوں کی زنجیر کی صورت میں بنائیں، اور ہر کڑی پر لکھیں کہ وہ محور ہے، دندانوں کا جوڑ ہے، شگاف میں کیل ہے یا کیم ہے۔"
    }
   ],
   "frontmatter": {
    "id": "course/ca-on-g12-sph4c-c-1",
    "lang": "ur",
    "source_lang": "ar",
    "translators": [
     "Claude Code; claude-sonnet-5-5"
    ]
   },
   "updated": "2026-11-12"
  }
 },
 "degree": 0,
 "contemporaries": [],
 "updated": "2026-11-12",
 "connections": [],
 "related": [],
 "license": {
  "prose": "CC BY-SA 4.0",
  "data": "CC0 1.0"
 }
}