Principy kladek a pák

Kladky i páky byly po staletí využívány jako prostředek k plnění těžkých úkolů. Tyto jednoduché stroje využívají fyzikální zákony k efektivnímu přesunu váhy na vzdálenost. Umožňují jediné osobě pohybovat závažími, které by člověk nebyl schopen zvednout bez zásahu těchto nástrojů.

Pokud podložíte lano přes vrchol jedné kladky a zvednete s ním závaží, budete tahat za lano ve stejné vzdálenosti, v jaké se zvedá závaží, a efektivně zvedat stejnou váhu. Pokud však lano připevníte ke spodní části rámu kladky, provlékněte jej další kladkou a zpět skrz Nejprve poté budete tahat za lano na dvojnásobek vzdálenosti, než je váha zvednuta, ale zvednete pouze polovinu váhy. Praktickým výsledkem je, že byste mohli zvednout například váhu 100 liber 10 stop tahem za lano 20 stop s tím, co na něm vypadá jako váha 50 liber. Tento princip lze rozšířit na neurčito přidáním dalších kladek.

Poměr hmotnosti k vzdálenosti lze také upravit pomocí kladek s různými průměry. Jedná se v zásadě o stejný princip jako u známé činnosti převodů kol. Když otočíte ozubené kolo s velkým průměrem, které je připevněno řetězem k ozubenému kolu s malým průměrem, menší ozubené kolo se bude otáčet rychleji. Připevněním kladek různých průměrů k sobě pomocí lan nebo řetězů můžete velmi prodlužte svoji zvedací sílu pouhým zatažením za lano nebo řetěz na delší vzdálenost, než je váha zvedl.

Páka pracuje na stejném principu jako kladka, ale velmi odlišným fyzickým způsobem. Pokud vezmete desku o délce 10 stop a položíte ji na střed ve středu, můžete na jeden konec položit závaží a zvednout jej stisknutím dolů na druhém konci. Vzdálenost, kterou snížíte na jednom konci, bude shodná se vzdáleností, kterou zvedne druhý konec, a bude vyžadovat stejnou váhu. Pokud však posunete střed otáčení od středu desky - páky - získáte mechanickou výhodu. Pokud je otočný bod jedna noha od jednoho konce a devět stop od druhého konce, můžete zvednout velmi těžkou váhu pouhým snížením dlouhého konce devětkrát dále, než se zvedne kratší konec.

Kladky a páky a fyzika, která je jejich základem, jsou základem mnoha moderních strojů. Všechno od vodních kol po spalovací motory využívá princip přeměny hmotnosti na vzdálenost.

  • Podíl
instagram viewer