مجلة زوران-منوعات-6-7-2021
في شكلها البدائي عبارة عن كتلة دائرية من مادة صلبة ومتينة تم حفر ثقب في مركزها يتم من خلاله وضع محمل محور تدور حوله العجلة عند تطبيق عزم الدوران على العجلة حول محورها.
و العجلة والمحور التجمع يمكن أن تعتبر واحدة من آلات ستة بسيطة، عند وضعها عموديًا أسفل منصة أو صندوق حاملة ، فإن دوران العجلة على المحور الأفقي يجعل من الممكن النقلالأحمال الثقيلة.
هذا الترتيب هو الموضوع الرئيسي لهذه المقالة ، ولكن هناك العديد من التطبيقات الأخرى للعجلة التي تم تناولها في المقالات المقابلة:
عند وضعها أفقيًا ، فإن العجلة التي تدور على محورها العمودي توفر حركة الدوران المستخدمة لتشكيل المواد (مثل عجلة الخزاف ) ؛ عند تركيبه على عمود متصل بدفة أو بآلية توجيه مركبة بعجلات ، يمكن استخدامه للتحكم في اتجاه سفينة أو مركبة (مثل عجلة السفينة أو عجلة القيادة ).
عند توصيلها بالكرنك أو المحرك ، يمكن للعجلة تخزين الطاقة أو إطلاقها أو نقلها (مثل دولاب الموازنة ).
و العجلة والمحور باستخدام القوة المطبقة لإنشاء عزم عند نصف قطر واحد ، يمكن ترجمة ذلك إلى قوة مختلفة عند نصف قطر مختلف ، وكذلك بسرعة خطية مختلفة.
تتطلب السيارة ذات العجلات عملاً أقل بكثير لتحريكها من مجرد سحب نفس الوزن.
تفسر المقاومة المنخفضة للحركة بحقيقة أن الشغل الاحتكاكي المنجز لم يعد على السطح الذي تجتازه السيارة ، ولكن في المحامل .
في أبسط وأقدم حالة ، يكون المحمل مجرد ثقب دائري يمر من خلاله المحور (” محمل عادي “).
حتى مع المحمل البسيط ، يتم تقليل العمل الاحتكاك بشكل كبير بسبب:
القوة العادية في الواجهة المنزلقة هي نفسها مع السحب البسيط ، يتم تقليل مسافة الانزلاق لمسافة معينة من السفر.
عادة ما يكون معامل الاحتكاك في الواجهة أقل.
مثال:
إذا يتم سحب كائن 100 كجم لمدة 10 م على طول السطح مع معامل الاحتكاك μ = 0.5، و القوة العادية هي 981 N و العمل به (مطلوب الطاقة ) هو (عمل = القوة X المسافة) 981 × 0.5 × 10 = 4905 جول .
الآن أعط الكائن 4 عجلات.
القوة العادية بين العجلات الأربع والمحاور هي نفسها (في المجموع) 981 N.
افترض ، بالنسبة للخشب ، μ = 0.25 ، وقل قطر العجلة 1000 مم وقطر المحور 50 مم.
لذا ، بينما لا يزال الجسم يتحرك بمقدار 10 أمتار ، فإن الأسطح الاحتكاكية المنزلقة تنزلق فوق بعضها البعض فقط مسافة 0.5 متر. الشغل المنجز 981 × 0.25 × 0.5 = 123 جول ؛ تم تقليل العمل المنجز إلى 1/40 من ذلك من السحب.
يتم فقدان طاقة إضافية من واجهة العجلة إلى الطريق. هذا يسمى مقاومة التدحرج والتي هي في الغالب خسارة تشوه.
يعتمد ذلك على طبيعة الأرض ، ومادة العجلة ، وتضخمها في حالة الإطار.
وعزم الدوران الصافي الناتج عن المحرك النهائي ، والعديد من العوامل الأخرى.
يمكن أن توفر العجلة أيضًا مزايا في اجتياز الأسطح غير المنتظمة إذا كان نصف قطر العجلة كبيرًا بدرجة كافية مقارنة بالمخالفات.
العجلة وحدها ليست آلة ، ولكن عند توصيلها بمحور بالاقتران مع المحمل ، فإنها تشكل العجلة والمحور .
وهي إحدى الآلات البسيطة . العجلة المُدارة هي مثال على العجلة والمحور.
كانت العجلات مسبقة الدفع منذ حوالي 6000 عام ، وهي نفسها تطور لاستخدام جذوع الأشجار المستديرة كبكرات لتحريك حمولة ثقيلة – وهي ممارسة تعود إلى ما قبل التاريخ حتى الآن ولم يتم تأريخها.
