Block & Tacklen mekaaninen etu

Lohko- ja kiinnityspyörä on kone, joka vähentää huomattavasti kohteen, kuten raskas laatikko, siirtämiseen tai nostamiseen tarvittavan voiman määrää. Vakiopyörä koostuu yhdestä akselin pyörästä, jonka yli kulkee köysi. Itse hihnapyörä voi muuttaa vain esineeseen kohdistuvan voiman suuntaa. Yhdessä toimiva hihnapyörien järjestelmä voi muodostaa lohkon ja tartunnan, joka moninkertaistaa voiman voiman suunnan muuttamisen lisäksi, mikä tarkoittaa, että kohteen siirtämiseen tarvitaan vähemmän voimaa. Lohkon ja tartunnan lisääntymisvoima on sen mekaaninen etu.

Lohkoja ja takkeja käytetään usein alueilla, joilla raskaita koneita ei ole saatavana ja niiden sijaan on korvattava ihmisen voima. Muinaisina aikoina rakennuspalikoissa käytettiin lohkoja ja varusteita raskaiden kuormien siirtämiseen. Nykyaikana niitä käytetään usein veneissä, joissa ei ole käytännöllistä käyttää nosturia tai muuta raskasta nostokonetta.

Jos yritämme nostaa 200 paunaa. laatikko lattiasta rakennuksen kattokerroksiin, voimme tehdä sen yksinkertaisella hihnapyörällä. Laittaisimme yhden hihnapyörän kosketuksiin ja kuljettaisimme köyden sen läpi kiinnittämällä köyden toinen pää laatikkoon. Vetämällä köyden toista päätä (vetävä osa), voimme nostaa korin kosketuksiin. Tässä järjestelmässä joka kerta kun vedämme köyttä yhdellä jalalla 200 paunalla. voimalla nostamme laatikon yhden jalan. Nostaminen millä tahansa alle 200 paunalla. voima ei liiku 200 paunaa. laatikko.

Jos sen sijaan, että kiinnitämme köyden suoraan laatikkoon, vietään sen uuden laatikon kiinnitetyn hihnapyörän läpi ja kiinnitämme sitten köyden pää kosketuksiin, meillä olisi lohko ja kiinnitys. Joka kerta, kun vedimme köyden vapaata päätä, köyden on kuljettava lautojen ja laatikon välillä kahdesti. Meidän olisi vedettävä kaksi jalkaa köydestä korin nostamiseksi yhdestä jalasta. Meidän pitäisi kuitenkin vetää vain 100 paunalla. voiman.

Tämä erotus kohteen siirtämiseen tarvittavan voiman määrän ja kohteen painon välillä on lohkon ja tartunnan mekaaninen etu. Tämä on sama kuin köyden vetämisen välinen ero verrattuna kohteen liikkeeseen. Mekaanisen edun laskemiseksi voimme joko jakaa nostettavan kohteen painon sen nostamiseen tarvittava voima tai voimme jakaa vetoköyden määrän kohteen etäisyydellä liikkuu. Koneemme mekaanisen edun löytämiseksi ensimmäisellä menetelmällä jaamme laatikon painon, 200 paunaa, sen nostamiseen tarvittavan voiman määrällä, 100 paunaa, mikä antaa meille kahden mekaanisen edun. Jakamalla kuinka paljon köyttä vedämme kerrallaan, 2 jalkaa, korin nousevan etäisyyden verran, yksi jalka antaa meille saman vastauksen. Nyrkkisääntönä on, että köyden pituuksien lukumäärä lohkon ja tartunnan kahden hihnapyörän välillä vastaa koneen mekaanista etua. Koneessamme köysi kulkee ylemmästä hihnapyörästä alempaan hihnapyörään ja takaisin ylös koskettimiin: kaksi köyden pituutta antaa meille mekaanisen edun kahdesta.

Vaikka lohko ja puute vähentävät kohteen siirtämiseen tarvittavan voiman määrää, se ei muuta työn määrää. Esimerkiksi lohko ja puute, jonka mekaaninen etu on neljä, antavat sinun nostaa 4 paunaa. esine, jonka paino on vain 1 lb. voiman. Kuitenkin sinun on myös vedettävä 4 jalkaa köyttä, jotta esine nostetaan yhdellä jalalla.

Kun mikä tahansa esine liikkuu toista kohdetta vastaan, osa liikkuvan kohteen energiasta menetetään kitkaan. Lohkossa ja tartunnassa pieni kitka hihnapyörissä vähentää koneen mekaanista etua. Jos haluat sisällyttää kitkan lohkon ja tartunnan mekaanisen edun laskemiseen, jaa nostettavan kohteen paino sen nostamiseen tarvittavalla painolla.