תמסורת רצועה היא דרך להעביר תנועה סיבובית (כוח סיבובי) בין שני גלגלים המרוחקים זה מזה, באמצעות רצועה המתוחה ביניהם.

איך זה עובד? כשאתם מסובבים גלגל אחד (הנקרא גלגל מניע), הרצועה נמשכת ומושכת איתה את הגלגל השני (הנקרא גלגל מונע), וגורמת לו להסתובב.

הבדלים חשובים מגלגלי שיניים:

1. מרחק: הרצועה יכולה להעביר כוח בין גלגלים מרוחקים, בניגוד לגלגלי שיניים שחייבים להיות צמודים.

2. כיוון: כאשר הרצועה מחוברת בקו ישר (כפי שבדגם), שני הגלגלים מסתובבים באותו כיוון (בניגוד לגלגלי שיניים, שהסתובבו בכיוונים הפוכים!).

3. הגנה מפני עומס יתר: אם יש יותר מדי עומס על הגלגל המונע, הרצועה יכולה להחליק מעל הגלגל במקום לשבור את המכונה. זה משמש כמעין “נתיך” שמגן על המערכת.

שינוי מהירות וכוח (יחסי תמסורת): כמו בגלגלי שיניים, גם כאן גדלי הגלגלים קובעים את יחס הכוח והמהירות:

• אם הגלגל המניע קטן מהגלגל המונע: המהירות יורדת, אבל הכוח (מומנט) עולה. (יותר קל לסובב, אבל איטי יותר).

• אם הגלגל המניע גדול מהגלגל המונע: המהירות עולה, אבל הכוח (מומנט) יורד. (יותר קשה לסובב, אבל מהיר יותר).

שאלות:

1. כיוון הסיבוב: סובבו את הידית האדומה בכיוון השעון. לאיזה כיוון מסתובב הגלגל המונע בצד השני של הרצועה? האם זה שונה או דומה למה שראיתם בחיבור של גלגלי שיניים?

2. חיבור מוצלב: עכשיו, חברו את הרצועה בצורה מוצלבת (בצורת X). סובבו שוב את הידית בכיוון השעון. מה קורה עכשיו לכיוון הסיבוב של הגלגל המונע?

   • שאלה נוספת: היכן בחיים האמיתיים אנו עשויים לרצות להשתמש בחיבור מוצלב כזה? (רמז: איפה שצריך לשנות כיוון סיבוב אבל יש מרחק בין הצירים).

3. מהירות וכוח: הסירו את הרצועה מהגלגל המונע (הקטן) ושימו אותה על גלגל גדול יותר (אם יש כזה בסט, או על גלגל מרוחק יותר). כעת, סובבו את הידית.

   • האם קל יותר או קשה יותר לסובב את הידית עכשיו?

   • כמה מהר מסתובב הגלגל המונע החדש לעומת הגלגל הקטן המקורי?

4. גמישות והחלקה: נסו “לתפוס” בעדינות את הגלגל המונע עם האצבעות ולעצור אותו, בזמן שאתם ממשיכים לסובב את הידית המניעה. מה קורה לרצועה?

   • מה היתרון של רצועה שיכולה להחליק, לעומת גלגלי שיניים שבדרך כלל אינם מחליקים (אלא נשברים)?

5. מתח: נסו להרפות את הרצועה (למשל, על ידי הזזת הגלגל המונע קצת קרוב יותר לגלגל המניע). מה קורה ליכולת של הרצועה להעביר תנועה? מה זה מלמד אותנו על הצורך במתח נכון בתמסורת רצועה?

6. יישום בחיים: תמסורת רצועה היא נפוצה מאוד. היכן ראיתם מנגנון דומה במציאות? (רמזים: מכשיר שמעביר כוח אל הגלגלים האחוריים של אופניים, או משהו שמסתובב בתוך מכונית כשהמנוע פועל).

7. הקשר לגלגלים (המבנה העליון): המבנה העליון הוא דוגמה פשוטה של גלגלים מחוברים לציר. מה יקרה לדעתכם למהירות ולכוח אם נחליף את הגלגלים האלה בגלגלים גדולים מאוד (כמו גלגלי משאית), בהנחה שאתם מפעילים עליהם את אותו כוח סיבובי? האם הם ינועו מהר יותר או לאט יותר?