הגדרת גלגלת
גלגלת היא מכשיר שנועד להרים חפצים כבדים מאוד. מכונה פשוטה זו מבוססת על העיקרון של ארכימדס, לפיו מנקודת תמיכה ניתן להזיז גוף.
גלגלת היא לא יותר מגלגל מחורץ שמסתובב סביב ציר. חבל עובר דרך הערוץ המתחבר לעומס שיש להרים, בעוד שכוח מסוים מופעל בקצה השני של החבל.
הגלגלות הראשונות תוכננו בדיוק על ידי ארכימדס במאה השלישית לפני הספירה. C לצורך הקלת עבודות הנדסה אזרחית וצבאית.
איך עובד גלגלת פשוטה
בגלגלת פשוטה יש גלגל שבתוכו יש חריץ בהיקפו והגלגל האמור מסתובב על ציר מרכזי. גלגלת זו מאפשרת לשנות את כיוון וכיוון המאמץ המופעל והמרחק שעובר העומס שווה לאורך החבל שנאסף. גלגלת מסוג זה מהווה מנוף עם זרועות שוות, שכן המאמץ הראשון למשוך את החבל עולה בקנה אחד עם משקל העומס. באופן זה ניתן להרים משקולות בנוחות, תוך מעט מאמץ ועל ידי העברת חפץ לגובה מסוים.
סוגים אחרים של גלגלות
כאשר משתמשים בשתי גלגלות זה נקרא גלגלת זזה. באופן זה, אחד מהם קבוע והשני נייד. הגלגלת הניידת היא זו שמניעה את העומס בעת משיכת החבל וכך המאמץ מצטמצם במידה ניכרת, במיוחד באמצע הגלגלת הקבועה.
מערכות גלגלות מורכבות משמשות לעיתים להעברת עומסים גדולים במינימום מאמץ אפשרי. מערכות מורכבות יותר אלה הן שילוב של גלגלות קבועות ונעות ומכונות גם מנופים.
מערכות הגלגלות השונות מאפשרות להכפיל כוח כאילו היה מנוף. לפיכך, הגדלת כוח ההרמה או הרווח המכני תלויה במספר קטעי החבל התומכים בעומס.
המצאות אחרות המיוחסות לארכימדס
בנוסף למערכת הגלגלת, ארכימדס המציא שיטה לחישוב נפח האובייקט בעל מבנה או צורה לא סדירים, כמו גם את העיקרון הארכימדי המפורסם.
התקדמות תיאורטית אלה אפשרה סדרה שלמה של המצאות וגאדג'טים בעלי תועלת מעשית רבה, כמו הבורג הארכימדי להנדסה, המעוט כנשק למלחמה וסוג מנוף (הטופר הארכימדי) שנועד להטביע ספינות אויב. מכונות אלה ואחרות היו מכריעות לפיתוח הנדסה אזרחית וגם למלחמה.
צילומים: iStock - Jon Faulknor / LunaMarina
