A Block & Tackle mechanikai előnye

A blokk és a tárcsa tárcsa olyan gép, amely jelentősen csökkenti a tárgy, például egy nehéz láda mozgatásához vagy felemeléséhez szükséges erő mennyiségét. A szokásos szíjtárcsa egyetlen tengelyből álló kerékből áll, amelyen kötél fut. A tárcsa önmagában csak egy tárgyra kifejtett erő irányát változtathatja meg. A szíjtárcsák együttes működése blokkot és rögzítést alkothat, amely az erő irányának megváltoztatása mellett megsokszorozza az erőt, vagyis kevesebb erő szükséges egy tárgy mozgatásához. Mechanikai előnye annak mértéke, amellyel a blokkolás és a rögzítés szorozza az erőt.

A blokkokat és a felszereléseket gyakran használják olyan területeken, ahol nehézgépek nem állnak rendelkezésre, és helyette az emberi erőt kell helyettesíteni. Az ókorban blokkokat és felszereléseket alkalmaztak építési projektekben nehéz terhek mozgatására. A modern korban gyakran használják olyan hajókon, ahol nem célszerű darut vagy más nehéz emelőgépet használni.

Ha megpróbálnánk felemelni egy 200 fontot. láda a padlóról egy épület szarufájába, megtehetnénk egy egyszerű tárcsa segítségével. Egy gerendát tettünk a szarufákba, és egy kötelet engedtünk át rajta, a kötél egyik végét a ládához rögzítve. A kötél másik végének (a vontató rész) meghúzásával a ládát a szarufákba emelhettük. Ebben a rendszerben minden egyes alkalommal, amikor meghúzzuk a kötelet az egyik lábunkkal 200 fonttal. erővel felemeljük a ládát az egyik lábunkkal. 200 kg-nál kisebb súlyú emelés. erő nem mozdítja el a 200 fontunkat. láda.

Ha ahelyett, hogy a kötelet közvetlenül a ládához rögzítenénk, átengednénk a ládához rögzített új tárcsán, majd a kötél végét a szarufákhoz rögzítenénk, akkor lenne egy blokkunk és felszerelésünk. Most, valahányszor meghúztuk a kötél szabad végét, a kötélnek kétszer kellett a szarufák és a láda között haladnia. Két lábat kell húznunk a kötélen, hogy egyetlen ládát emeljünk. Nekünk azonban csak 100 kg-mal kell húznunk. az erő.

Ez a különbség a tárgy mozgatásához szükséges erő mennyisége és a tárgy súlya között a blokk és a felszerelés mechanikai előnye. Ez megegyezik azzal a különbséggel, hogy mekkora kötelet húzzunk az objektum mozgási távolságához képest. A mechanikai előny kiszámításához vagy fel tudjuk osztani az emelt tárgy súlyát a emeléséhez szükséges erő, vagy fel tudjuk osztani a meghúzandó kötél mennyiségét a tárgy távolságával mozog. Hogy az első módszerrel megtaláljuk gépünk mechanikai előnyeit, elosztanánk a láda súlyát, 200 font, az emeléséhez szükséges erőmennyiséggel, 100 font, ami kettő mechanikai előnyét biztosítja számunkra. Ha elosztjuk, hogy mekkora kötelet húzunk egyszerre, 2 méterrel, a láda emelkedő távolságával, az egyik lábával, ugyanazt a választ kapjuk. Alapszabályként, a kötél hosszainak száma a tömbben és a fogantyúban lévő két csiga között megfelel a gép mechanikai előnyének. A mi gépünkben a kötél a felső tárcsáról az alsó csigára halad és felfelé a szarufákra: két kötélhossz biztosítja a kettő mechanikai előnyét.

Annak ellenére, hogy a blokkolás és a kezelés csökkenti az objektum mozgatásához szükséges erő mennyiségét, ez nem változtatja meg a munka mennyiségét. Például egy blokk és a mechanikai előny négyes kezelése lehetővé teszi, hogy megemeljen egy 4 fontot. objektum csak 1 font az erő. Ehhez azonban az is szükséges, hogy húzzon 4 méter kötelet az objektum egyik lábának felemeléséhez.

Amikor bármely tárgy egy másik tárgy ellen mozog, a mozgó tárgy energiájának egy része elveszik a súrlódás miatt. Egy tömbben és rögzítésben a tárcsák némi súrlódása csökkenti a gép mechanikai előnyét. Ha bele akarja venni a súrlódást a blokk és a felszerelés mechanikai előnyeinek kiszámításába, ossza meg az emelt tárgy súlyát az emeléséhez szükséges tömeggel.