حيلة تبين مبدأ عمل آلة رفع الماء

1995 أصول الحيل الهندسية

جلال شوقي

KFAS

مبدأ عمل آلة رفع الماء الفيزياء

صنع آلة أخرى حنّانة على بئر عميقة

هذه الحنانة تصعد الماء من مكان عميق بغير استعمال ما تسقى به، وذلك يكون على مثل هذه الحال:

يهيأ تابوت من خشب، ويكون عمله صلبا وثيقا مشدودا بعوارض مقيرا من كل ناحية، وتهيأ قناة مربعة من خشب، يكون أصلها في وسط التابوت، ويكون عمل تلك القناة أيضا عملا وثيقا، فأما أعلاها فإنه يكون أرفع من فم البئر بقدر ما يكون في ارتفاع كل القناة باع.

وتهيأ آلة مستديرة مضرسة قريبة من الناحية الواحدة، فإذا أردت أن تصعد الماء ينبغي ان تحول تلك الآلة المستديرة، وترفع التابوت على وجه الماء، ثم يلقي إلقاء في الماء لأن فيه ثقلا من رصاص، فإذا صار في ذلك الماء فإنك ترى الماء ينبعث من القناة من أعلاها مع ريح شديدة.

وذلك يكون حينا يسيرا حتى يخرج منها الهواء الذي فيها، ثم ينبعث الماء خارجا، ثم يعاد العمل بالتابوت أيضا، وعلامة التابوت الذي على الماء هـ، فأما القناة فعلامتها ز.

 

وأما الآلة المستديرة فعلامتها ح، وأما الأوتاد المربعة المسمرة في أعلى القناة فالتي عليها ط، ويكون للتابوت من أسفل فم، وهو الذي عليه ي، فأما القناة فإنه ينبغي إدخالها (1) في التابوت بقدر ما لا يكون بينها وبين أسفل التابوت إلا شيء يسير، ويكون أسفلها معقبا.

ويكون ذلك الجزء المعقب بعيدا من سقف التابوت بعدا يسيرا، وعلامة ذلك الجزء ك، يكون قناة أخرى نافذة في جانب التابوت بقدر ما تصل إلى الماء، وعلامة هذه القناة ل، فإذا ارتفع التابوت عن الماء امتلأ هواء، وإذا ألقى في الماء انبعث الماء من القناة المعقبة التي في التابوت لكيما لا يخرج كل الهواء من فوق.

يكن مأخذ الماء من ناحية القناة التي تدخل في التابوت من خارج فإن الماء الذي يدخل من تلك القناة يكون على الهواء، فإذا رفع بشدة رفع الماء، وذلك يكون دائما لحال دخول الماء ورفع الهواء.

فهذه الآلة تهيأ على مثل هذه الحال، وذلك ما أردنا بيانه، وهذه صفته.

 

شرح وتحليل:

يعتمد عمل هذه الآلة على حركتي الهواء والماء حالة رفع التابوت هـ من الماء أو إلقائه فيه، حيث يسعى الماء لطرد الهواء.

ويلاحظ ترتيبة العجلة المسننة ح التي تتعاشق مع الجريدة المسننة ط، ويمكن لهذه الآلية أن تدفع بالجريدة إلى أسفل ليخرج الماء من الطرف العلوي للقناة عند ز، كما يمكن بها أيضا رفع الجريدة والقناة والتابوت من الماء.

ولعل هذه التركيبة المسننة تكون من أسبق صور المسننات في الهندسة.

إذ يطلق المؤلف الفاضل على أسنان الجريدة ط تسمية الأوتاد المُسمَّرة، ويشير إلى الدولاب المسنَّن بالآلة المستديرة المُضَرَّسة ح.

ومن الواضع أنَّ الترتيبة المسنَّنة المبيَّنة في هذه الحيلة تُحوِّل الحركة الدورانية عند ح إلى حركة خطِّية مستقيمة عند ط، ومن ثمَّ يجري دفع القناة ز صعوداً وهبوطا ليتناوب صعود الماء والهواء.

وبعبارة أخرى فإن رفع التابوت هـ عن الماء يؤدي الى دخول الهواء إليه ليملأه، كما أن دفع التابوت في الماء بشدة يسبب اندفاع الماء – مشوبا ببعض الهواء – في القناة ز. وتندرج هذه الحيلة ضمن آلات رفع الماء.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]