البكرات والتروس “المسننات”

2015 علوم القرن الـ21 الطاقة والمادة

براون بير

k

البكرات والتروس المسننات الفيزياء

تعتبر العجلة والمحور امتدادان لمبدأ عمل الروافع. ويطبق المبدأ نفسه في عمل آلات رفع الأحمال والدواليب المسننة وأحزمة نقل الحركة والبكرات.

توفر المسننات والبكرات مردوداً ميكانيكياً عاليا، مما يسمح ببذل جَهد صغير لتحريك أحمال ثقيلة.

يؤدي استخدام بكرة واحدة إلى تغيير اتجاه الجَهد المطبق، وبسبب الاحتكاك بين البكرة والخيوط فقد نحتاج إلى جَهد أكبر من الحمل للانتفاع من مميزاتها.

لكن، وباستخدام بكرتين (مع إهمال الاحتكاك) تصبح نسبة القوة ضعفي النسبة باستخدام البكرة الواحدة – يمكن نقل ضعفي الحمل.

كما أن استعمال أربع بكرات يزيد نسبة القوة إلى أربعة أضعاف، وهكذا: يساوي المردود الميكانيكي لنظام البكرة عدد البكرات في النظام.

مع زيادة عدد البكرات تقل نسبة المسافة نظراً لأن الجَهد ينتقل مسافة أكبر لرفع الحمل. تبقى الكفاءة نظرياً دون تغيير (100%)، لكن عملياً تزيد قوة الاحتكاك مع زيادة عدد البكرات، ولذلك فإن كفاءة البكرة الواحدة أكبر من كفاءة نظام يحتوى بكرات عدة.

لكن إذا كانت البكرات هي الوسيلة الوحيدة المتوفرة لرفع الأجسام -كما كان الأمر لقرون – فإن توفير قوة جَهدٍ أكبر للتغلب على قوى الاحتكاك يؤدي إلى مضاعفة قدرة العضلات والتوصل إلى نتائج لا يمكن لقوة الإنسان بمفردها الحصول عليها.

الترس الدودي

عصا مثبت بها برغي (الدودة) التي تعشق مع دولاب مسنن (دولاب الدودة).

يُستخدم الترس الدودي لنقل الحركة الدائرية لمحور إلى حركة دائرية لمحور آخر موضوع عمودياً بالنسبة للمحور الأول. كما يمكن استخدامه لتغيير سرعة الدوران وقدرته.