قرقره: چرخ شیاردار برای تغییر جهت نیرو یا جابهجایی بار
آشنایی با دو نوع اصلی قرقره
قرقرهها به دو دستهٔ کلی تقسیم میشوند: قرقرهٔ ثابت و قرقرهٔ متحرک. در نوع ثابت، محور چرخ به یک جای ثابت مانند میخ یا پایه وصل است و خود چرخ فقط دور محور میچرخد. در این حالت، قرقره جهت نیروی وارد شده را تغییر میدهد. به عنوان مثال، وقتی میخواهید پرچمی را بالا ببرید، با پایین کشیدن طناب، پرچم به سمت بالا میرود. این یعنی شما نیروی خود را به سمت پایین وارد میکنید، اما بار (پرچم) به سمت بالا حرکت میکند.
اما در قرقرهٔ متحرک، محور چرخ به بار متصل است و همراه با آن حرکت میکند. این نوع قرقره نیروی مورد نیاز برای بلند کردن بار را کاهش میدهد؛ یعنی با نیروی کمتری میتوانید بار سنگینتری را جابهجا کنید. البته در این حالت، مسیری که طناب را میکشید، بیشتر از مقداری است که بار بالا میرود. به عبارت دیگر، برای کاهش نیرو، باید مسافت بیشتری را طناب بکشید.
| ویژگی | قرقره ثابت | قرقره متحرک |
|---|---|---|
| محور چرخ | ثابت است و حرکت نمیکند. | به بار وصل است و با آن حرکت میکند. |
| تغییر نیرو | فقط جهت نیرو را عوض میکند. | نیروی لازم را کاهش میدهد. |
| میزان نیروی وارد شده | برابر با وزن بار است. | حدوداً نصف وزن بار است. |
قرقره در زندگی روزمرهٔ ما
شاید باور نکنید، اما هر روز با نمونههایی از قرقره سروکار دارید. مثلاً وقتی پردهٔ یک سالن بزرگ را با کشیدن یک طناب کنار میزنید، در واقع از یک قرقرهٔ ثابت استفاده کردهاید. یا وقتی یک سطل آب را از ته چاه بالا میکشید، سیستمی شبیه به قرقره به کار میرود. در ساختمانسازی، جرثقیلها از ترکیب چند قرقره برای بلند کردن مصالح سنگین مانند تیرآهن و کیسههای سیمان استفاده میکنند.
جالبتر اینکه در بسیاری از باشگاههای ورزشی، دستگاههای بدنسازی با استفاده از قرقره طراحی شدهاند تا ورزشکار بتواند با وزنههای سنگین تمرین کند. حتی در برخی از آسانسورهای ساختمانهای قدیمی نیز از سیستم قرقره برای حرکت کابین استفاده میشود. پس این ابزار ساده، بخشی از کارهای روزمرهٔ ماست و کار را برایمان آسانتر میکند.
پرسشهای چالشی دربارهٔ قرقره
پاسخ: در قرقرهٔ متحرک، وزن بار بین دو بخش طناب تقسیم میشود. یک بخش از طناب به تکیهگاه بالایی و بخش دیگر به دست شما متصل است. بنابراین شما فقط نیمی از وزن بار را تحمل میکنید و نیم دیگر توسط تکیهگاه تحمل میشود. به همین دلیل است که با نیروی کمتری، بار سنگینتری را بلند میکنید.
پاسخ: چون در قرقرهٔ متحرک، برای اینکه بار را به اندازهٔ یک متر بالا ببرید، باید دو متر طناب بکشید. یعنی در ازای کاهش نیرو، مسافت بیشتری را باید طی کنید. همچنین در برخی موارد، فقط به تغییر جهت نیرو نیاز داریم و کاهش نیرو برایمان مهم نیست، بنابراین از قرقرهٔ ثابت استفاده میکنیم که سادهتر است.
پاسخ: خیر. هرچقدر هم که تعداد قرقرهها را زیاد کنید، باز هم برای بلند کردن یک بار به مقداری نیرو نیاز دارید. قرقره فقط نیروی مورد نیاز شما را کاهش میدهد، اما آن را به صفر نمیرساند. همچنین در دنیای واقعی، اصطکاک بین طناب و چرخ قرقره باعث میشود که مقداری از نیروی شما تلف شود.
