كيف تعمل الة البكرة
ما هي البكرة
تعريف البكرة ؛ هي عبارة عن جهاز ميكانيكي مكون من مجموعة عجلات ، وظيفتها هي تسهيل صعود و حمل الأشياء الثقيلة في أماكن عالية ، و لكنها لا تعمل بمحرك أو اي معدات ضخمة ، اي انها تقوم بتزويدنا بالقوة فقط ، على سبيل المثال ، اذا اردت ان تحمل وزن ثقيل لن تستطيع مهما كانت قوة عظلاتك ، و لكن بأستخدام ألة بسيطة مثل البكرة سوف تضاعف لك قوة عظلاتك .
انواع البكرات
البكرة الثابتة
؛ تكون العجلة في هذا النوع من البكرات ثابتة في المحور لا تغير مكانها ابدا ، يوجد الكثير من الأمثلة تتحدث عن البكرة الثابتة مثل ، عندما يتم رفع العلم ، تقوم بسحب الحبال الى الأسفل ، و من خلال البكرة توجه قوه باتجاه الأسفل ، فيرفع العلم الى الأعلى .
البكرة المتحركة
؛ هذه النوع من البكرات تكون بعكس البكرة الثابتة ، يكون له قدرة تامة للتحرك ، صعودا و للأسفل ، و تتكون من رأس و يمتد منها حبلين يكونان بنفس الطول ، المثال على البكرة المتحركة هو المصاعد الحديثة ، و رافعات البناء ، و كذلك الآلات الرياضية التي تقوم برفع اوزان ثقيلة .
البكرة المجمع او المركبة
؛ هذا النوع من البكرات يشمل مجموع البكرة الثابتة و البكرة المتحركة معا .
طريقة عمل البكرات
تزداد قدرة رفع الأوزان ، كلما زاد عدد مرات التي تم لف الحبل بها ، و كلما زاد عدد العجلات التي في البكرة ، تتكون البكرات من عجلة تدور حول محور ، و المحور هو خيط يمر بمركز العجلة ، يمكن ان خيط او حبل او كابل ، يوجد ثلاث انواع رئيسية من هي الثابتة ، و البكرة المتحركة ، و البكرة المجمع .
المواد المطلوبة حتى تعمل البكرة
لكي تحمل البكرة الثابتة الأحمال بطريقة سهلة ، و تحصل على بكرة تعمل بطريقة سهلة يجب ان تحظر بعض المواد ؛
- اولا ؛ مقياس .
- ثانيا ؛ اربع بكرات ثابتة .
- ثالثا ؛ اثنان من البكرات المتحركة .
- رابعا ؛ حبل يناسب كل انواع البكرات .
- خامسا ؛ مفك البراغي .
- سادسا ؛ مسامير .
- سابعا ؛ صندوق خصص للأدوات المقبض.
- ثامنا ؛ نصيف أشياء الى الصندق لكي نزيد الوزن ، على سبيل المثل نستطيع ان نضع بعض الكتب ، أو الأشياء الثقيلة .
كيف تعمل البكرة الثابتة
- اولا نقوم بتوصيل بكرة واحدة من النوع الثابت في قطعة خشبية حجمها ٤×٢ ، تتم هذه العملية بواسطة مفك البراغي ، أو المثقاب .
- ثانيا نقوم بتزويد البكرة بالحبال .
- ثالثا نقوم بربط طرف واحد من الحبل في مقبض صندوق الأدوات .
- رابعا نقوم بإضافة بعض الأوزان الثقيلة لكي نعلم كم من الممكن ان تتحمل البكرة ، نقوم بقياس الوزن الذي وضعنا على الميزان ، و نحفظ الوزن .
- خامسا نقوم بوضع لوح من الخشب ما بين سطحين مرتفعين ، لكي يكون اتجاه البكرة الى الأسفل .
- سادسا قم بسحب الطرف الغير مقيد ( الحر) ، ثم ارفع الصندق الذي يحوي على الأثقال .
كيف تعمل البكرة المتحركة
- اولا نقوم بربط بكرة واحدة من النوع الثابت في نقطة تبتعد عن المركز بقليل على أحد اطرف اللوح الخشبي ، من خلال البراغي ، و المثقاب ، و المفك.
- ثانيا نقوم بتزويد البكرة بحبال .
- ثالثا نقوم بتزويد احد اطراف الحبل ببكرة من النوع المتحرك .
- رابعا نقوم بتوصيل احد اطرف الحبل و بعدها نسحب الحبل الى اللوح الخشبي الذي يكون حجمه 4×2 ، من على بعد تقريبا قدم واحد من البكرة الثابتة .
- خامسا نقوم بوضع لوحين خشبين بين سطحين مرتفعين لكي يكون اتجاه البكرة نحو الأسفل ، و بهذا سوف تتدلى البكرة المتحركة تكون متجهه للأسفل .
- سادسا نقوم بربط الصندوق الذي يحتوي على الأوزان بالبكرة المتحركة.
- سابعا نقوم بوضع اوزان اكثر ، لكي يصبح وزن الصندوق أثقل .
- ثامنا نقوم بسحب احد اطراف الحره للحبل ، و بعدها نرفع الصندوق الذي يحتوي على الأوزان .
كيف تعمل البكرة المركبة
- يجب إن يكون لديك براغي و مفك براغي أو مثقاب ، حتى تستطيع البكرة المركبة إن تبدأ بالعمل ، اولا يجب إن تربط البكرتين الثابتتين ببعض على لوحة ثابتة و يجب إن يكون مقاسها 2 × 4 بوصة
- ثانيا ، يجب إن تغذي الحبل من خلال بكرة متحركة اخرى ، و الأهم هو إن تغذي كل جانب من جوانب الحبل من قبل البكرات الثابتة ، إلى درجة تدلي البكرة المتحركة من بين البكرة الثابتة.
- ثالثا ، يجب إن توضع اللوحة الخشبية بين أسطح مرتفعة ، بحيث يجب إن تكون البكرات متجهة إلى الأسفل .
نظرية حول عمل البكرة
اول نظرية ظهرت بخصوص تشغيل البكرات هي النظرية البسيطة تفرض إن نظام عمل البكرات عديم التوازن ، و لا يحدث فيه أي فقد للطاقة ، و ذلك بسبب الاحتكاك الذي يحدث خلاله ، و بحسب ما قيل في هذه النظرية فأن القوة المسيطرة على هذا النوع من البكرات درجتها صفر ، و هذا يدل على إن القوة المتكونة في محور البكرة مشتركة بالتساوي مع الخطين و الذين يعملان على شكل حركة دوران حول البكرة.
استخدامات البكرة
يعود استخدام البكرات الى الآلف السنين ، و هناك مثال قديم و كان مشهور جدا ، و هو استخدامها في السفن و القوارب الكبيرة ، في السابق كانت الكتلة و المقابض تعتبر هذه من الأدوات
رئيسية لرفع الحمول و الشرائع ، و الاستخدام الأكثر شيوعا للبكرات هو الرافعة .
حتى الان لا يمكن رفع الأوزان الثقيلة بدون البكرات ، اصبحت البكرات شيء مهم جدا في الأعمال التي تطلب رفع أوزان ثقيلة ، و لا يمكن الاستغناء عنها ابدا ، و هي دوما في تطور ، كلما تطورت كلما زادت قدرتها و كفائاتها في العمل ، و سوف يستمر عمل البكرات حتى في المستقبل ، و ايضا حتى وصولنا عصر الفضاء .
لان البكرات تعمل دورا مهما في تشغيل و بناء المركبات الفضائية و كذلك الطائرات ، لان من خلال نظام عمل البكرات يتم التحكم في دفع الطائرة . و في ارض الواقع يكثر استخدام البكرات في السيارات و المعدات المتحركة و العجلات نظرا لأوزانها الثقيلة ، و التي يصعب على باقي المعدات حملها.
ميزة نظام الكتلة و المعالجة في البكرات
يتميز نظام الكتلة و المعالجة ، في أن كل نوع من انواع البكرات و الخيط يتعرضون الى قوة متساوية ، و كذلك توترات متساوية ، كل تصميم يجب إن يكون فعال ، و يجب ان يكون كل خط و بكرة لهم القدرة على تحمل حمولتهم على حده ، و كذلك يتميز نظام الكتلة و المعالجة بقدرته على استخدام نفس الحجم الخط على مدار الساعة ، و كذلك يمكن ان يضيف البكرات الثابتة ، و البكرات المتحركة على نفس المحور .[1]