في هذه المقالة سوف تتعرف على ما هي البكرات الثابتة، وأمثلة على البكرات الثابتة، ومعادلة البكرة الثابتة. بالإضافة إلى ذلك، تم توضيح الفرق بين البكرات الثابتة والبكرات المتحركة.
ما هي البكرة الثابتة؟
البكرة الثابتة هي نوع من البكرة التي تظل ثابتة أثناء الاستخدام. وهذا يعني أن البكرة الثابتة عبارة عن جهاز ميكانيكي يعمل على نقل القوة بشكل ثابت.
على سبيل المثال، البئر عبارة عن بكرة ثابتة. وهكذا فإن البكرة الثابتة للبئر تنقل قوة لإخلاء الماء من القاع وتبقى في نفس المكان طوال العملية.
السمة الرئيسية للبكرة الثابتة هي أنها لا تملك أي ميزة ميكانيكية، وبالتالي فإن القوة المطبقة تساوي وزن المقاومة. ومع ذلك، تسمح البكرات الثابتة بتغيير اتجاه واتجاه القوة المطبقة، مما يسهل رفع الحمولة.
عناصر البكرة الثابتة
الآن بعد أن عرفنا تعريف البكرة الثابتة، سنرى ما هي العناصر المختلفة التي يتكون منها هذا النوع من البكرة.
- القدرة (P) : هي القوة المطبقة على البكرة لمواجهة الحمل المعلق من البكرة. بمعنى آخر، القوة هي القوة التي يجب تطبيقها لرفع الحمل.
- المقاومة (R) : هي القوة التي يؤثر بها الحمل الذي نريد تحريكه بالبكرة. وبعبارة أخرى، إنها القوة التي يجب أن نتغلب عليها.
- الشد (T) : هو القوة التي يؤثر بها الدعامة على البكرة للحفاظ عليها. قيمة قوة التوتر تعادل المجموع المتجه للقدرة والمقاومة.
يمكن أيضًا اعتبار البكرة الثابتة رافعة من الدرجة الأولى، لأنها تشكل نقطة الارتكاز بين القوة والمقاومة.
صيغة لبكرة ثابتة
في البكرة الثابتة، القوة المنقولة تعادل مقاومة الحمل. ولذلك، فإن صيغة البكرة الثابتة هي أن القوة تساوي المقاومة (P=R).
يمكن استخلاص صيغة البكرة الثابتة من حالة التوازن الثانية. بما أن القوة والمقاومة قوتان متوازيتان وتقعان على نفس المسافة من مركز البكرة، فإن تطبيق شرط التوازن الثاني يؤدي إلى أن القوتين يجب أن تكونا متساويتين.
ولذلك، في البكرة الثابتة لا يوجد ربح ميكانيكي، ولكن وظيفة البكرة الثابتة هي ببساطة تغيير اتجاه أو اتجاه القوة المطبقة. يعد هذا أكثر فائدة مما يبدو، لأنه، على سبيل المثال، يسمح لك برفع جسم ما عن طريق تطبيق قوة لأسفل.
أمثلة على البكرات الثابتة
فيما يلي عدة أمثلة على البكرات الثابتة التي يمكن العثور عليها في الحياة اليومية.
- البئر – يتم سحب الماء من البئر بواسطة بكرة ثابتة.
- سارية العلم – عادة يتم رفع العلم بواسطة بكرة ثابتة.
- الستائر – يتم تشغيل بعض الستائر بواسطة بكرة ثابتة، بحيث يتم رفع أو خفض الستارة بواسطة آلية البكرة الثابتة.
- الأعمال : من المعتاد في العمل تركيب بكرة ثابتة لرفع وخفض الأشياء.
بكرة ثابتة وبكرة متحركة
سنرى في هذا القسم الفرق بين البكرة الثابتة والبكرة المتحركة، حيث أن هذين النوعين من البكرات الأكثر استخدامًا.
البكرة المتحركة هي نوع من البكرات التي تتحرك أثناء التشغيل. عادة، تتحرك البكرة المتحركة عموديًا لأعلى ولأسفل أثناء الاستخدام.
ولذلك فإن الفرق بين البكرة الثابتة والبكرة المتحركة هو أن البكرة الثابتة تكون ثابتة تمامًا، بينما تتحرك البكرة المتحركة أثناء الاستخدام.