أول من اخترع البكرة
اخترع العالم أرخميدس البكرة في سنة 287 ق. م، لنقل سفينة حربية محملة بالجنود،[١] كما أنّه استخدم البكرة المركبة من أجل سحب السفن إلى اليابسة،[٢] وقبل ذلك كانت تستخدم بكرات الحبال لرفع المياه في بلاد ما بين النهرين تحديدا في عام 1500 ق. م.[١]
كما أنّ العالم بنجامين فرانكلين صمم نظام بكرة حبل في عام 1730م بعد تأسيس دار الطباعة في الطابق الثالث من مبنى جيرارد لويد في مدينة فيلادلفيا، حيث أنّه كان يريد إدخال آلة طباعة إلى المبنى، لكنّه لم يستطع القيام بذلك؛ لأن درج المبنى ضيق، وفي يوم ما لاحظ عربة تجرها الخيول، فانتبه إلى كيفية دوران العجلة، بالتالي خطرت على باله فكرة تصميم البكرة لرفع الآلة إلى الطابق الثالث، ثم تعاون مع العلماء لنشر الاختراع وتنفيذ التصميم.[١]
تعريف البكرة
هي عبارة عن آلة تتكون من سلسلة أو حبل ملفوف حول عجلة، إذ تحتوي على أخدود، وتعلق الأثقال بنهاية أحد أطراف السلسة من أجل رفعها إلى الأعلى،[٣] حيث توضع العجلة على محور يفيد في دعم الحركة وتغيير اتجاه الحبل، وأيضًا تعرف بأنها أسطوانة تحتوي على أخدود يقع بين طرفين حول محيطها، والذي يحرك نظام البكرة هو الحبل أو السلسلة الحديدية أو حزام ممتد داخل الأخدود.[١]
أنواع البكرة
يوجد عدة أنواع من البكرات، ونذكرها فيما يأتي:
- البكرة الثابتة
تحتوي البكرة الثابتة على محور ثابت، وتُستخدم لتغيير اتجاه القوة المؤثرة في الحبل، كما أنّ لديها ميزة ميكانيكية تتمثل بالقوة المتساوية على جانبي البكرة.[١]
- البكرة المتحركة
تحتوي البكرة المتحركة على محور حر (يتحرك في الفراغ)، وتُستخدم من أجل زيادة القوة، كما أنّ لديها ميزة ميكانيكية تتمثل بتثبيت أحد أطراف الحبل، بالتالي فإنّ عملية سحب الطرف الثاني تؤدي إلى التأثير بقوة مضاعفة على الجسم المرتبط بالبكرة.[١]
- البكرة المركبة
تجمع البكرة المركبة ما بين نظامي البكرة الثابتة والبكرة المتحركة،[١] حيث توضع أكثر من بكرة على كل محور، مما يؤدي إلى زيادة الميزة الميكانيكية.[٤]
ما هي استخدامات البكرة؟
يُعتمد على البكرة في عملية رفع الأوزان، وتطبيق القوة، ونقل الطاقة،[١] فالأمثلة كثيرة على استخدامات البكرة من حولنا مثل:[٣]
- تستخدم البكرة في رافعات البناء كبيرة الحجم من أجل رفع الأشياء الثقيلة عبر محرك ضعيف.
- تستخدم البكرة في آلات الأثقال داخل النوادي الرياضية، وفي عجلات الدراجة.
- تستخدم البكرة في المصاعد الكهربائية، حيث تعتمد على وزنا ثقيلا يتأثر بفعل الجاذبية الأرضية، بالإضافة إلى محرك طاقة صغير؛ لتحديد اتجاه تحرك المصعد.
- تستخدم البكرة في تحريك ستارة النافذة، وسارية العلم، وحبال الغسيل.
- تستخدم البكرة لتحريك دلو الماء في البئر، وبالخطوط الانزلاقية، بالإضافة إلى وسائل تسلق الصخور والقوارب، ومصائد السمك.
- تستخدم البكرة في تركيب وتشغيل المركبات الفضائية والطائرات.[٤]
