أمثلة على الصد والتدخل

كتلة ومعالجة مشتقة من البكرة البكرات عبارة عن عجلات محززة مصممة لتُثبَّت بكابل أو حبل ، وتدور بحرية داخل كتلة. يسمح تأثير دوران العجلة للمستخدم بتغيير اتجاه القوة المستخدمة.

يمكن للرجل الذي يحمل بكرة أن يرفع حمولة عن طريق سحب الحبل للخلف أو للأسفل بدلاً من رفعه. يؤدي استخدام بكرة واحدة أو أكثر في الشبكة إلى تحقيق ميزة ميكانيكية ، حيث يضاعف القوة المستخدمة في رفع الحمل. عندما يتم ذلك ، يطلق عليه كتلة ومعالجة.

هناك نوعان من البكرات في نظام الكتلة والمعالجة ، الثابتة والمتحركة. البكرة المتحركة هي تلك التي تم ربطها بالحمل نفسه وستتحرك معها. يتم ربط البكرة الثابتة بنقطة ثابتة ولا تتحرك. وبالتالي ، فإن تعريف البكرة والكتلة يشتمل على ترتيبين فيزيائيين.

ما يفصل بين أنواع مختلفة من الكتل والمعالجات هو عدد العجلات الموجودة في كل بكرة ، وبالتالي عدد لفات الحبل التي يتم تمريرها من خلالها (تسمى "الخطوط"). كل خط إضافي في النظام يقلل من مقدار القوة اللازمة لتحريك الحمل. على سبيل المثال ، مع وجود سطرين ، هناك ميزة ميكانيكية تبلغ 2 ويتطلب الحمل البالغ 400 رطل 200 رطل من القوة للتحرك.

يقال أيضًا أن الكتل والمعالجات يتم تزويرها إما لصالح أو للضرر. يتمتع تزوير الكتلة والمعالجة بميزة عندما يتم سحب الحبل في نفس الاتجاه الذي سيتم فيه نقل الحمولة. يتم تزويرها بشكل غير صالح عندما يتم سحبها في الاتجاه المعاكس للمكان الذي سيتم نقل الحمولة فيه (على سبيل المثال ، سحب حمولة ليتم رفعها).

يعتبر التلاعب بالضرر أقل كفاءة من الناحية النظرية ، ولكن في الممارسة الفعلية ، من الضروري أحيانًا ترتيب البكرات والحبال بهذه الطريقة بسبب مشكلات مثل مساحة العمل. عادةً ما يؤدي التزوير لتحقيق الميزة إلى زيادة الميزة الميكانيكية بمقدار 1.

ال معالجة البندقية هو أبسط شكل من أشكال الكتل والمعالجة وهي مصنوعة من بكرة ثابتة وأخرى متحركة ، ولكل منها حبل واحد يتم تمريره من خلاله. يتميز هذا الترتيب المكون من بكرتين وحبل واحد بميزة ميكانيكية تبلغ 2.

معالجة مزدوجة لفة استخدم بكرات بعجلتين محززتين. مع وجود أربعة خطوط مترابطة عبر كلتا البكرتين ، تكون الميزة الميكانيكية هي 4 أو 5 ، اعتمادًا على ما إذا كانت مزورة لميزة أو عيب. وهذا يعني أن مثل هذا التدخل يمكنه تحريك حمولة تزن 400 رطل إما بقوة 100 أو 80 رطلاً.

ال معالجة النساء يستخدم بكرة ثلاثية العجلات في النقطة الثابتة ، وبكرة ذات عجلتين في النقطة المتحركة. الميزة الميكانيكية هي إما 5 أو 6 ، اعتمادًا على كيفية تزوير الكتل. يمكن الآن نقل حمولة 400 رطل إما بقوة 80 أو 67 رطلاً.

الحد العملي الذي يمنع استخدام البكرات ذات العشرات من العجلات هو الاحتكاك الناتج عن طحن الكابل أو الحبل ضد العجلات في البكرة. مع كل عجلة جديدة ، يزداد الاحتكاك ، ويتضاعف في النهاية إلى عوائد متناقصة.

ترتفع قوة الاحتكاك بما يتناسب مع القوة المطبقة على البكرة ، لذلك لا يمكن التغلب عليها ببساطة بالسحب بقوة أكبر وتجاوز حد معين. يمكن لأنظمة البكرات الحديثة القضاء على الكثير من الاحتكاك في النماذج المبكرة ، ولكن لا يمكنها التغلب على هذا القيد تمامًا.