البكرة
- من أقدم الآلات البسيطة وتتكون من قرص قابل للدوران حول محور، يلتف حولها حبل خلال مجرى خاص. وتستخدم لسهيل أداء بذل الجهد
والعمل مثل رفع العلم في طابور الصباح والرافعات.
- هناك نوعين من البكرات ثابتة ومتحركة ويمكن عمل نظام واحد من البكرات يحوي بكرات ثابتة وأخري متحركة كما هو موضح في الأشكال التالية:
بكرة مفردة ثابتة بكرة مفردة متحركة نظام يتكون من بكرة ثابتة وأخرى متحركة
المخطط التالي يوضح خصائص كل من نوعي البكرات:
عند تأمل المخطط في الأعلى نلاحظ ما يلي:
- البكرة المفردة الثابتة في المخطط السابق شكل ( 1) تعكس اتجاه القوة وأن المقاومة تساوي وزن الثقل الملون بالأحمر ( م = ق ). الفائدة الآلية لها =1
- البكرة المتحركة شكل ( 2 ) أن هناك ثقل ( م) واحدة وقوتين (2 ق ) نحو الأعلى أي م = 2 ق والفائدة اآلية لها= 2.
- الشكل ( 3 ) يشكل نظام من بكرتين، بكرة ثابتة معلقة بالسقف للأمان والسلامة وأخرى متحركة، لاحظ أن الثقل معلق بحبلين وكذلك ( م = 2 ق )
والفائدة الآلية لهذا النظام = 2
مما سبق نستنتج ما يلي:
كل بكرة ثابتة تعكس اتجاه القوة فقط وكل بكرة متحركة تعمل على مضاعفة القوة.
مثال: البكرتان (1،2) في الشكل التالي ثابتتان و البكراتان (3،4) متحركتان ، الثابتات لها فائدة آلية =1( أي لا توفران الجهد )، المتحركات كل واحدة لها فائدة آلية =2،
الفائدة الآلية لهذا النظام = 4 ولاحظ انه يساوي عدد الحبال الحاملة للثقل نحو الأعلى.
ويمكن الاستنتاج من المثال السابق أن الفائدة الآلية لنظام يتكون من عدة بكرات تساوي عدد قطع الحبال التي تشد الثقل نحو الأعلى .
مثال: الشكل التالي يمثل أربعة أنظمة للبكرات ( 1 ،2، 3، 4 )، أوجد الفائدة الآلية لكل من هذه الأشكال.
|
|
الجواب : الفائدة الآلية = 1 الفائدة الآلية = 2 الفائدة الآلية = 3 الفائدة الآلية = 4
التبرير: يشد الثقل حبل واحد للأعلى يشد الثقل حبلان للأعلى يشد الثقل ثلاثة حبال للأعلى يشد الثقل أربعة حبال للأعلى
استقصاء : استخرج أكبر عدد ممكن من الآلآت البسيطة الموجودة في الدراجة.
التروس: بكرات ، المقود: رافعة
ذراع الفرامل: رافعة. العجلات : بكرات
الدواسة: بكرة