في الفيزياء الميكانيكية الكلاسيكية ، تعتبر البكرة واحدة من ستة "آلات بسيطة" ، إلى جانب رافعة ، طائرة مائلة ، برغي ، عجلة ومحور ، و وتد. في الوصف الكلاسيكي لعلماء عصر النهضة الذين عرفهم لأول مرة ، أ آلة بسيطة هو جهاز يغير اتجاه القوة أو حجمها.
تتكون البكرة من حبل ومحور أو "أسطوانة" بها عجلة محززة مثبتة بمحور. تحتوي البكرة على مجموعة واسعة من التطبيقات في العديد من الظروف ويمكن استخدامها لتسهيل مجموعة متنوعة من مهام النقل والرفع. هناك ثلاثة أنواع أساسية من البكرات ، أحدها يغير اتجاه القوة ، وواحد يغير المقدار ، والآخر يغير الحجم والاتجاه.
بكرة ثابتة
•••ويكي كومونز
البكرة الثابتة هي التي يتم فيها تثبيت الأسطوانة في مكان واحد. في حين أن القوة المطلوبة لرفع أو تحريك شيء لا تختلف عما إذا كنت ترفعه باليد ، فإن البكرة الثابتة تسمح لك بتغيير اتجاه القوة المطلوبة. على سبيل المثال ، عندما تعلق على دلو يسحب الماء من البئر ، فإن السحب الثابت يسمح لك بالسحب بشكل جانبي ارفع الدلو بطريقة أكثر ملاءمة مما لو كنت تسحب دلوًا من الماء عموديًا ، قم بتسليمه يسلم. سيظل دلو الماء وكأنه نفس الوزن ، لكن الرفع يكون أكثر ملاءمة.
بكرة متحركة
•••ويكي كومونز
البكرة المتحركة هي التي تتحرك فيها الأسطوانة أثناء قيامك بتحريك الحمولة. لا يوجد تغيير في اتجاه القوة التي تحتاج إلى تطبيقها ، ولكن "ستشعر" بالحمل أخف مما هو عليه. إذا كنت تسحب بالة قشًا ثقيلة إلى الدور العلوي لحظيرة ، على سبيل المثال ، أ بكرة متحركة سيجعل الحمل يبدو أخف بكثير ، على الرغم من أن الاتجاه الذي تسحبه سيكون هو نفسه.
النظام المركب
•••مشاعات الويكي
في نظام البكرة المركبة ، توجد بكرة متحركة بالإضافة إلى بكرة ثابتة. هذا يعني أن الحمل لا "يشعر" فقط بأنه أخف ، ولكن يمكنك أيضًا تغيير اتجاه القوة. على الرغم من أن هذا النوع من التكوين يجعل من الممكن نقل الأحمال الثقيلة بسهولة بالغة ، إلا أن المقايضة هي أن هناك حاجة إلى مزيد من الحركة للقيام بهذا العمل.
أنظمة البكرة المعقدة
•••ويكي كومونز
يمكن مضاعفة البكرات بأي عدد من الطرق لإنجاز مجموعة متنوعة من المهام. أ منع ومعالجة، على سبيل المثال ، هو تكوين بكرة يحتوي على اثنين أو أكثر من الأسطوانات الفردية ، كل منها يحتوي على عجلتين أو أكثر تدور على نفس المحور. يلتف الحبل ذهابًا وإيابًا بين براميل البكرة ، وينسج عبر العجلات الفردية داخل تلك البراميل. يمكن أن تكون هذه التكوينات متقنة للغاية ، كما يظهر أحيانًا في المراكب الشراعية الكبيرة حيث قد يحتاج بحار واحد إلى التحكم في الأشرعة التي تتعرض لقوة هائلة من الرياح القوية.
يمكن لأنظمة البكرات المعقدة مثل هذه أن تتحرك بأحمال ثقيلة بشكل هائل ، بشرط أن تكون مثبتة بقوة شديدة. ولكن في حين أن الحجم من القوة المطلوبة بشكل كبير ، فإن كمية من هذا الحجم المنخفض (المبلغ الذي يجب أن يسافره الحبل لإنجاز العمل) يتم زيادة كبيرة.