محتويات
بدايات اختراع البكرة
يُنسب اختراع البكرة إلى العالم أرخميدس في عام 287 قبل الميلاد. استخدمها أرخميدس في نقل سفينة حربية ضخمة محملة بالجنود، كما ابتكر نظامًا لبكرات مركبة لسحب السفن إلى اليابسة. لكن استخدام البكرات لم يكن وليد عصر أرخميدس، فقبل ذلك بكثير، يعود تاريخ استخدام بكرات الحبال البسيطة لرفع المياه في بلاد ما بين النهرين إلى حوالي عام 1500 قبل الميلاد.
وفي سياق آخر، قام العالم بنجامين فرانكلين بتصميم نظام بكرات مبتكر في عام 1730م. واجه فرانكلين تحديًا في نقل آلة الطباعة إلى الطابق الثالث من مبنى ضيق في مدينة فيلادلفيا. ألهمه ملاحظة عربة تجرها الخيول بفكرة استخدام البكرة، ليصمم نظامًا فعالاً لرفع آلة الطباعة. ثم تعاون مع علماء آخرين لنشر هذا الاختراع.
ما هي البكرة؟
تُعرف البكرة بأنها آلة بسيطة تتكون من عجلة ذات أخدود، يلف حولها حبل أو سلسلة. يُعلق الثقل في أحد طرفي الحبل، ويتم رفعه عن طريق سحب الطرف الآخر. يدعم محور العجلة الحركة ويغير اتجاه الحبل. تُعتبر البكرة أسطوانة بأخدود يُستخدم الحبل أو السلسلة أو حتى حزام لرفعه أو تحريكه.
أنواع البكرات وأهميتها
تتنوع البكرات في أنواعها، ويمكن تصنيفها بشكل رئيسي إلى:
- البكرة الثابتة: تتميز بمحور ثابت، وتُستخدم لتغيير اتجاه القوة المؤثرة على الحبل. ميزتها الميكانيكية تكمن في تساوي القوة على جانبيها.
- البكرة المتحركة: محورها متحرك، وتُستخدم لزيادة القوة. يتم تثبيت أحد طرفي الحبل، فيؤدي سحب الطرف الآخر إلى تأثير قوة مضاعفة على الجسم المرتبط بالبكرة.
- البكرة المركبة: تجمع بين نظامي البكرة الثابتة والمتحركة، باستخدام أكثر من بكرة على كل محور، مما يزيد من الميزة الميكانيكية بشكل كبير.
استخدامات البكرة في الحياة العملية
تُستخدم البكرة في العديد من التطبيقات العملية، بسبب فعاليتها في رفع الأوزان، وتطبيق القوة، ونقل الطاقة. من الأمثلة الشائعة:
- رافعات البناء الضخمة: لرفع مواد البناء الثقيلة باستخدام محركات ذات قوة محدودة.
- آلات الأثقال في الصالات الرياضية: لرفع الأثقال بسهولة ويسر.
- عجلات الدراجات: لتحويل القوة الدورانية إلى قوة انتقالية.
- المصاعد الكهربائية: لرفع وخفض الركاب، بالاعتماد على نظام من الأوزان ومحركات صغيرة.
- ستائر النوافذ، وأسياخ العلم، وحبال الغسيل: أنظمة بسيطة تعتمد على البكرة.
- دلاء المياه في الآبار: لرفع المياه من الأعماق.
- وسائل تسلق الصخور، والقوارب، ومصائد الأسماك: تعتمد على البكرة في آلياتها.
- المركبات الفضائية والطائرات: في العديد من الأنظمة الحساسة والحرجة.
المراجع
- Pulley, edubilla, Retrieved 10/1/2022. Edited.
- pulley, britannica, Retrieved 10/1/2022. Edited.
- Powerful Pulleys, teachengineering, Retrieved 10/1/2022. Edited.
- Pulley, newworldencyclopedia, Retrieved 10/1/2022. Edited.
