كيف تعمل الة البكرة
ما هي البكرة
تعريف البكرة؛ هي جهاز ميكانيكي يتألف من مجموعة من العجلات، ودورها هو تسهيل صعود وحمل الأشياء الثقيلة في الأماكن العالية، ولكنها لا تعمل بمحرك أو أي معدات ضخمة، وإنما توفر القوة فقط، على سبيل المثال، إذا أردت حمل وزن ثقيل فلن تستطيع ذلك بغض النظر عن قوة عضلاتك، ولكن باستخدام جهاز بسيط مثل البكرة ستتضاعف قوة عضلاتك .
انواع البكرات
تتميز البكرة الثابتة بأن العجلة ثابتة في المحور ولا يتغير موقعها، وهناك العديد من الأمثلة التي توضح هذا النوع من البكرات، مثل رفع العلم، حيث يتم سحب الحبال إلى الأسفل، وتستخدم البكرة لتحويل القوة باتجاه الأسفل لرفع العلم إلى الأعلى .
البكرة المتحركة هي نوع من البكرات التي تكون مختلفة عن البكرة الثابتة، وتمتلك القدرة الكاملة على الحركة صعودا ونزولا، وتتألف من رأس وحبلين بنفس الطول. ومن الأمثلة على البكرة المتحركة المصاعد الحديثة ورافعات البناء والأجهزة الرياضية التي تقوم برفع أوزان ثقيلة .
يضم نوع البكرة المجمع أو المركب مجموعة من البكرات الثابتة والبكرات 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
للحصول على بكرة تعمل بسلاسة وتسهيل حمل الأحمال، يجب استخدام بعض المواد المحددة عند تصميم البكرة الثابتة
- اولا ؛ مقياس .
- ثانيا ؛ اربع بكرات ثابتة .
- ثالثا ؛ اثنان من البكرات المتحركة .
- رابعًا؛ حبل مناسب لجميع أنواع البكرات .
- خامسا ؛ مفك البراغي .
- سادسا ؛ مسامير .
- سابعا ؛ صندوق خصص للأدوات المقبض.
- يمكن وضع بعض الأشياء الثقيلة مثل الكتب في الصندوق لزيادة وزنه، كمثال على ذلك .
كيف تعمل البكرة الثابتة
- يتم توصيل بكرة واحدة من النوع الثابت في قطعة خشبية بحجم 4 × 2 باستخدام مفك البراغي أو المثقاب، ويتم ذلك في الخطوة الأولى .
- ثانيا نقوم بتزويد البكرة بالحبال .
- بعد ذلك، نقوم بربط طرف واحد من الحبل في مقبض صندوق الأدوات .
- الخطوة الرابعة هي إضافة بعض الأوزان الثقيلة لقياس قدرة البكرة على التحمل، ويتم ذلك بقياس الوزن الذي تم وضعه على الميزان وحفظ الوزن .
- يتم وضع لوح من الخشب بين سطحين مرتفعين لتوجيه البكرة إلى الأسفل، وهو الخطوة الخامسة .
- يتم سحب الطرف الحر قبل رفع الصندق الذي يحتوي على الأثقال لتنفيذ هذا التمرين .
كيف تعمل البكرة المتحركة
- أولاً، نقوم بربط بكرة واحدة من النوع الثابت في نقطة تبتعد عن المركز بقليل على أحد أطراف اللوح الخشبي، باستخدام البراغي والمثقاب والمفك.
- ثانيا نقوم بتزويد البكرة بحبال .
- الخطوة الثالثة هي تزويد إحدى أطراف الحبل ببكرة من النوع المتحرك .
- يتم توصيل أحد أطراف الحبل السري إلى اللوح الخشبي الذي يكون حجمه 4×2 بعد سحب الحبل من على بعد تقريباً قدم واحد من البكرة الثابتة .
- في الخطوة الخامسة، نضع لوحي خشب بين سطحين مرتفعين لتوجيه اتجاه البكرة نحو الأسفل، وبذلك يتدلى البكرة المتحركة باتجاه الأسفل .
- في الخطوة السادسة، نقوم بربط الصندوق الذي يحتوي على الأوزان بالبكرة المتحركة.
- في الخطوة السابعة، نضع أوزانًا إضافية لجعل وزن الصندوق أكثر ثقلًا .
- تتضمن الخطوة الثامنة سحب أحد أطراف الحبل المربوط بالحرة ثم رفع الصندوق الذي يحتوي على الأوزان .
كيف تعمل البكرة المركبة
- يجب أن يكون لديك مسامير ومفك براغي أو مثقاب، حتى تتمكن من تثبيت البكرة المركبة والبدء في العمل. أولا، يجب أن تثبت البكرتين الثابتتين معا على لوحة ثابتة بمقاس 2 × 4 بوصة
- يجب تغذية الحبل من خلال بكرة متحركة أخرى، والأهم هو تغذية كل جانب من جوانب الحبل من قبل البكرات الثابتة، بحيث تدلي البكرة المتحركة من بين البكرات الثابتة.
- ينبغي وضع اللوحة الخشبية بين أسطح مرتفعة، ويجب أن تكون البكرات موجهة 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
استخدام البكرات يعود إلى آلاف السنين، وهناك مثال قديم كان مشهورًا جدًا وهو استخدام البكرات في السفن والقوارب الكبيرة، وفي الماضي كانت الكتل والمقابض تعتبر هذه الأدوات
البكرات هي أداة رئيسية لرفع الحمول والمواد، والاستخدام الأكثر شيوعًا للبكرات هو كرسي 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 النظام الذي يتضمن الكتل والأسطوانات بحيث يتعرض كل نوع من الأسطوانات والخيوط لقوة وتوتر متساوي، ويتطلب كل تصميم كفاءة وتحملا فرديا لكل خط وأسطوانة، ويتميز النظام أيضا بقدرته على استخدام نفس الحجم من الخيط على مدار الساعة، ويمكن إضافة أسطوانات ثابتة ومتحركة على نفس المحور .