גלגל
מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
- ערך זה עוסק בגלגל כמכונה. לערך העוסק בפירושים אחרים לגלגל, ראו גלגל (פירושונים).
גלגל הוא מכשיר מכני בצורת גליל או טבעת (טורוס), אשר פעולתו הבסיסית ביותר היא להמיר תנועה לינארית (בקו ישר) לתנועה סיבובית (לרוב סביב ציר קבוע). מטרת המצאת הגלגל הייתה ליצור כלי שתנועתו אינסופית. זוהי אחת מהמכונות הפשוטות ביותר.
תוכן עניינים |
[עריכה] מכניקה
ניתן לחבר גלגלים לציר קבוע, שכאשר הוא מחובר לאובייקט שלישי כמו גוף של כלי-רכב, ניתן להעביר בצורה אפקטיבית את האנרגיה המומרת של התנועה הלינארית לגוף זה. כיוון שהתנועות החזקות ביותר בטבע לאדם הקדמון (הפעלה של שרירים, הפעלה של שרירי בעל חיים, מים זורמים וכו') היו לינאריות ואופקיות, השילוב של גלגל/ציר/אובייקט איפשר להם לשנות את כיוון התנועות הנ"ל לכל כיוון שרצו (על ידי הטיה של גלגל אנכית בגלגל-טחנה אשר ממונע על ידי סוס, למשל). הכוח הלינארי המושקע נשמר עתה בזכות התנועה הסיבובית של הגלגל, במקום שחלקו הגדול יילך לאיבוד בגלל חיכוך הכלי רכב עם המשטח. בהשוואה לכלי-רכב ללא גלגלים , כמו מזחלת או מריצה, דחיסה זו של מומנט איפשרה להביא כלי רכב עם גלגלים למרחק גדול יותר ובפחות מאמץ, גם כאשר כוח קטן יחסית הופעל עליהם.
כיוון שהגלגל הוא גוף צפיד, הוא יפסיק להסתובב רק כאשר מומנטי הפיתול שלו יאוזנו. כיוון שמומנט הפיתול גדול יותר כאשר מתקרבים לציר, גלגל יכול לשמש בכדי להעביר בין כוחות גדולים לקטנים המופעלים על ידי חיכוך עם חגורות או גלגלים אחרים. השילוב של הגלגל עם יתדות הביאה להמצאת מערכת גלגלי שיניים, דבר הכרחי להרבה מכונות מסובכות יחסית בתעשיה הראשונית. וריאציות אחרות על גלגלים הביאה להמצאת הגלגלת והמנוף.
עם היותו מקטין מומנט סיבובי, מפחית חיכוך והקטנת הכוח הדרוש להזזת עצמים, הגלגל הפך לגורם חשוב ביותר בתחבורה. בכלי רכב עם גלגלים רבים (כמו מכונית או אופנוע), הגלגל אינו בא במגע עם המשטח באופן ישיר, אלא מהווה נקודת עיגון לצמיג גמיש, אשר בדרך כלל ממולא באוויר דחוס. לכלי רכב הנעים על פסים המקרה שונה. פיתוח של גלגלים המאפשרים להם לנוע בפני קרקע קשים למעבר הוא מסילות זחל המורכבות על הגלגלים, ואשר אותם אפשר למצוא עם טרקטורים מסוימים וכלי צבא משוריינים (טנקים למשל). כלי רכב יבשתיים ללא גלגלים הם רחפת, המסילת-פס (מונורייל) האלקטרו מגנטית, וכלי הרכב המיועדים לשלג - מזחלת, סנובורד וסקי.
[עריכה] המצאת הגלגל
המצאתו של הגלגל מיוחסת באופן כללי לשומרים (לפני כ-5000 שנה). היא גם נחשבת להמצאה פשוטה לכאורה, אך גאוניותה בפשטותה, שכן התנופה שנתנה המצאת הגלגל הייתה משמעותית ביותר מבחינה טכנולוגית והיוותה מפנה גם מבחינה היסטורית.
עד שהומצא הגלגל גררו משאות על משטחים כשלצורך זה היו מגייסים מספר רב של אנשים, על מנת להזיז מטען בסדר גודל של עשרות קילוגרמים. לאחר המצאת הגלגל די היה באיש או בעל-חיים רתום אחד שיעשה את אותה עבודה.
ייתכן כי המצאת הגלגל לא הייתה הברקה רגעית, אלא הליך אבולוציוני. ייתכן גם שהגלגל הומצא בכמה מקומות בעולם הקדמוני בו-זמנית, שכן כפי שההיסטוריה הוכיחה המצאות נוצרות על ידי כמה אנשים כמעט באותו רגע (ראה מירוץ בל-גריי בדרך להשגת הזכויות על המצאת הטלפון).
נראה שבשלב ראשון גילו בני-האדם שלצורך העברת חפצים כבדים ממקומם, אפשר להעזר בבולי עץ בעלי צורה מעוגלת, שהיעזרות בהם להנפה חוסכת מאמץ רב. ומכאן הדרך לשים את בולי העץ מתחת למשאות לא הייתה ארוכה, וכך הבחינו שבעצם אפשר לחתוך את בולי העץ לחתיכה דקה וכך נוצר הגלגל הראשון.
עקרון הגלגל שהוא יוצר מגע נקודתי עם האדמה, סיבובו הוא מחזורי ואין סופי, וכך ניתן להשתמש בו לצורך הסעה ונסיעה. ברגע שמשתמשים ביותר מגלגל אחד ניתן לשים עליו מרכב וכך נוצרת עגלה, שלימים הפכה לכלי רכב ממונע, החל ממריצה וכלה במטוסים.
אלמלא הגלגל לא היו קיימים מכוניות, מכונות וכמעט כל פריט טכני וטכנולוגי קיים. המצאת הגלגל בתקופה שונה משהומצא או במקום אחר, הייתה משנה את מהלך ההיסטוריה, בצורה משמעותית, וכל פני ההיסטוריה היו נראים אחרת. כל אותן מעצמות עתיקות כמו המצרים, השומרים, הבבלים, והאכדים, הגיעו למעמדם הודות לשימוש יעיל בגלגל במרכבות ורכבי מלחמה. בשווייץ הגלגל שימש להמצאת שעון קוקייה.
המושג "המצאת הגלגל" הפך להיות מטבע לשון, וכשרוצים להגיד למישהו באירוניה שהוא לא מחדש דבר, אומרים: "לא המצאת את הגלגל!".
[עריכה] שימושים טכנולוגיים שבסיסם הוא הגלגל
- מכשירי טווייה.
- מחרשות לעבודת האדמה.
- שיטת הסרט הנע ביצור המוני ובמדרגות נעות.
- שעונים מכניים כשגלגלים מניעים גלגלים, גלגלי שיניים.
- מנופים כשבאמצעות מערכות גלגלים, נוצר אפקט של התרחקות מאובייקט ההרמה, ובעצם המנוף של ארכימדס ("תנו לי נקודת משען וארים את העולם...") כבר לא זקוק לנקודת אחיזה מרוחקת מחוץ לכדור הארץ, כדי להרים את העולם...
- מכונות תעשייה שהגלגלים משמשים בהם מרכיבים בסיסיים.
- מכונת החישוב של פסקל, אם המחשב, שהייתה מבוססת על מערכות גלגלים, ובעצם מכונות החישוב המכניות שבדור הקודם, הרעשניות, עבדו על אותו עיקרון.
- כלי רכב: החל מאופניים, דרך מכוניות וכלה ברכבות.
[עריכה] ראו גם
- גלגל מניע
- תופעת הסיבוב המהופך
- חיכוך בגלגול
[עריכה] קישורים חיצוניים
| מיזמי קרן ויקימדיה | ||
|---|---|---|
 תמונות ומדיה בוויקישיתוף: גלגלים |
- תנועת תא
- Bacterial c תוכן תא ונספחים
- אבני דרך, עשר ההמצאות הטכנולוגיות הגדולות, באתר ifeel
