Page 172 - STEEM2021
P. 172
حالات عملية على نظام «�ستيم» التعليمي
.2البكرة
النوع الثاني من الآلات الب�سيطة هو البكرة .ونحن هنا مجد ًدا مهتمون بخف�ض مقدار القوة
اللازمة ألداء بع�ض ا ألعمال (�أي نقل) بع�ض الأ�شياء الثقيلة ،كما تغير البكرات اتجاه القوة،
اعتما ًدا على عدد البكرات الم�ستخدمة .فيما لا تقدم بكرة واحدة �أي ميزة ميكانيكية ،على
النحو المو�ضح أ�دناه في ال�شكل ،8وذلك لأن القوة تغير اتجاهها فقط ولا تعمل على م�سافة
مختلفة .بينما لو تم ا�س�تخدام بكرتين ،فيتحتم عليك �س�حب الحبل لم�س�افة �أطول من ذي
قبل لرفع الج�س�م بالقدر نف�س�ه كما هو مو�ضح على اليمين .وهذا يعني أ�ن قوة ال�سحب التي
تمار�سها أ�قل من ذي قبل بما أ�نه يتم تنفيذ القدر نف�سه من العمل (قوة رفع الوزن للم�سافة
نف�س�ها) .على �س�بيل المثال ،تقدم البكرة المزدوجة ميزة ميكانيكية لـ « »2ألنه يجب �سحب
الحبل لم�س�افة م�ضاعفة (بوا�س�طتك) لتحري�ك النهاية البعيدة من الحبل (الج�س�م الذي
تقوم بنقله) للم�سافة ال�سابقة نف�سها.
كم�ا يمك�ن رب�ط حبل واحد حول عجل�ة بكرة مختلفة الحجم ،مما يعن�ي �أنه يجب عليك
�س�حب ق�در أ�كب�ر م�ن الحبل لم�س�افة أ�طول م�ن أ�جل نق�ل الج�س�م الثقيل لم�س�افة �أق�صر،
وبالتال�ي اكت�س�اب مي�زة ميكانيكي�ة مرة أ�خرى ،وه�ذا الأمر ي�ش�به طريقة من�ح «الملفاف»
مي�زة ميكانيكي�ة .بما �أن البك�رة الداخلية والبكرة الخارجية تدور كل منهما بالقدر نف�س�ه،
عل�ى �س�بيل المثال :دورة كاملة بزاوي�ة 360درجة ،ف�إن الحبل الذي يت�م تثبيته على البكرة
الخارجي�ة �س�ي ؤ�دي �إل�ى تفكي�ك كمي�ة �أط�ول بكثي�ر مقارن�ة بالحب�ل الموجود ح�ول البكرة
الداخلي�ة ،وه�ذا ا ألمر مو�ضح في ال�ش�كل .9ويمكن فهم هذا الأم�ر كذلك بمعنى أ�ن الحبل
ال�ذي ت�س�حبه ا آلن لديه ذراع رافعة �أكبر ،لذلك بالن�س�بة للقدر نف�س�ه م�ن القوة ،يتم �إنتاج
ع�زم دوران أ�كب�ر وعندها تبد أ� البكرة في ال�دوران .ومثال �آخر على ذلك هو ت�صور محاولة
فت�ح ب�اب بمقب��ض كان مجرد ق�ضيب رفيع ،ولي��س مقب�ض منتفخ ،والمي�زة الميكانيكية هي
حجم مقب�ض الباب �إلى حجم محور الملفاف الفعلي الذي يطلق القفل.
ال�شكل .9البكرة بو�صفها ملفاف .إ�ن التفاف حبل حول بكرة /عجلة ذات قطر مختلف يوفر
مي�زة ميكانيكي�ة لأن الق�وة ( )1تحت�وي عل�ى ذراع رافعة �أكب�ر ويمكن أ�ن تنت�ج عزم دوران
�أكبر ( )2يجب أ�ن تعمل على م�سافة أ�طول بكثير لتدوير البكرة/العجلة دورة واحدة كاملة.
والميزة الميكانيكية هنا هي ن�سبة القطرين من العجلتين.
129
