معلومات عن اختراع البكرة

يُنسب اختراع البكرة إلى العالم العظيم أرخميدس، الذي قام بتطويرها عام 287 قبل الميلاد، وذلك بغرض رفع سفينة حربية تحمل عددًا من الجنود. كما قام باستخدام نظام بكرة مركبة لسحب السفن إلى اليابسة. وفي وقت سابق، كانت بكرات الحبال تُستخدم في بلاد ما بين النهرين لرفع المياه، وذلك في حوالي عام 1500 قبل الميلاد.

كما قام العالم بنجامين فرانكلين بتصميم نظام خاص للبكرة في عام 1730 ميلادي، بعد أن تم تأسيس دار الطباعة في الطابق الثالث من مبنى جيرارد لويد في فيلادلفيا. وقد كان فرانكلين يسعى لإدخال آلة الطباعة إلى المبنى لكن واجهته صعوبة بسبب ضيق الدرج. وفي يوم من الأيام، لاحظ حركة عربة يجرها الخيول، مما ألهمه لتصميم بكرة لرفع الآلة إلى الطابق الثالث. بعد ذلك، تعاون مع علماء آخرين لنشر هذا الاختراع وتطبيقه.

تعريف البكرة

البكرة هي جهاز يتكون من سلسلة أو حبل ملفوف حول عجلة تحتوي على أخدود مخصص. وتُثبّت الأثقال في أحد طرفي السلسلة لرفعها إلى الأعلى. تُركَّب العجلة على محور يُساعد على توجيه الحركة وتغيير اتجاه الحبل. كما يمكن تعريفها أيضًا كأسطوانة تحتوي على أخدود يحيط بحافتها، بينما يتحرك نظام البكرة بفضل استخدام حبل أو سلسلة حديدية أو حزام يتم دفعه داخل الأخدود.

أنواع البكرات

توجد عدة أنواع من البكرات، نوجزها كالتالي:

• البكرة الثابتة

تتميز البكرة الثابتة بأنها تحتوي على محور ثابت، وتُستخدم لتحويل اتجاه القوة المؤثرة في الحبل. كما تتمتع بمزايا ميكانيكية تتمثل في توزيع القوة بشكل متساوٍ على جانبي البكرة.

• البكرة المتحركة

تحتوي البكرة المتحركة على محور حُر يُمكنه التحرك في الفضاء، وتُستخدم لزيادة القوة المستخدمة. تمتاز هذه البكرة بتثبيت أحد أطراف الحبل، مما يؤدي إلى أن سحب الطرف الآخر يؤثر بقوة مضاعفة على الجسم المتصل بالبكرة.

• البكرة المركبة

تمثل البكرة المركبة تكامل بين نظامي البكرات الثابتة والمتحركة، حيث يتم تركيب أكثر من بكرة على محاور متعددة مما يزيد من المزايا الميكانيكية.

ما هي استخدامات البكرة؟

تُستخدم البكرة في رفع الأوزان وتطبيق القوة ونقل الطاقة. ولديها العديد من التطبيقات العملية من حولنا، ومنها:

• تُستخدم في رافعات البناء الضخمة لرفع الأوزان الثقيلة بواسطة محركات ذات قدرة محدودة.
• تُستعمل في آلات الأثقال في النوادي الرياضية، وكذلك في عجلات الدراجات.
• يتم استخدامها في المصاعد الكهربائية، التي تعتمد على وزن ثقيل يتأثر بقوة الجاذبية الأرضية، إلى جانب محرك طاقة صغير لتحديد اتجاه حركة المصعد.
• تُستخدم في تحريك ستائر النوافذ، وسواري الأعلام، وحبال الغسيل.
• تُستخدم في رفع دلاء الماء من الآبار، وكذلك في المنزلقات، ووسائل تسلق الصخور والقوارب، بالإضافة إلى مصائد السمك.
• تُستخدم أيضًا في تركيب وتشغيل المركبات الفضائية والطائرات.