Keuntungan Mekanis Blok & Tackle

Katrol balok dan tekel adalah mesin yang sangat mengurangi jumlah gaya yang diperlukan untuk memindahkan atau mengangkat benda seperti peti yang berat. Katrol standar terdiri dari satu roda pada poros dengan tali yang melewatinya. Dengan sendirinya, katrol hanya dapat mengubah arah gaya yang diterapkan pada suatu benda. Sistem katrol yang bekerja bersama dapat membentuk balok dan tekel, yang mengalikan gaya selain mengubah arah gaya, yang berarti lebih sedikit gaya yang diperlukan untuk menggerakkan suatu benda. Sejauh mana balok dan tekel mengalikan kekuatan adalah keuntungan mekanisnya.

Blok dan tekel sering digunakan di area di mana alat berat tidak tersedia dan tenaga manusia harus diganti sebagai gantinya. Di zaman kuno, balok dan tekel digunakan dalam proyek konstruksi untuk memindahkan beban berat. Di era modern, mereka sering digunakan di kapal di mana tidak praktis untuk memiliki derek atau mesin pengangkat berat lainnya.

Jika kita mencoba untuk mengangkat beban 200 pon. peti dari lantai ke kasau sebuah bangunan, kita bisa melakukannya dengan menggunakan katrol sederhana. Kami akan meletakkan satu katrol di kasau dan melewatinya dengan tali, menempelkan salah satu ujung tali ke peti. Dengan menarik ujung tali yang lain (bagian pengangkut), kita bisa mengangkat peti ke dalam kasau. Dalam sistem ini, setiap kali kita menarik tali satu kaki dengan berat 200 lbs. kekuatan, kami mengangkat peti satu kaki. Mengangkat dengan apa pun yang kurang dari 200 lbs. kekuatan tidak akan memindahkan 200 lb kami. peti.

Jika, alih-alih memasang tali langsung ke peti, kami melewatinya melalui katrol baru yang terpasang pada peti dan kemudian menempelkan ujung tali ke kasau, kami akan memiliki balok dan tekel. Sekarang, setiap kali kami menarik ujung tali yang bebas, tali harus berjalan di antara kasau dan peti dua kali. Kami harus menarik dua kaki pada tali untuk mengangkat peti dengan satu kaki. Namun, kita hanya perlu menarik dengan 100 lbs. kekuatan.

Perbedaan antara jumlah gaya yang diperlukan untuk menggerakkan suatu benda dan berat benda adalah keuntungan mekanis dari balok dan tekel. Ini sama dengan disparitas antara berapa banyak tali yang kita tarik dibandingkan dengan jarak gerak benda. Untuk menghitung keuntungan mekanis, kita dapat membagi berat benda yang diangkat dengan gaya yang diperlukan untuk mengangkatnya atau kita dapat membagi jumlah tali yang harus kita tarik dengan jarak benda bergerak. Untuk menemukan keuntungan mekanis mesin kami dengan metode pertama, kami akan membagi berat peti, 200 lbs., dengan jumlah gaya yang diperlukan untuk mengangkatnya, 100 lbs., memberi kita keuntungan mekanis dua. Membagi berapa banyak tali yang kita tarik sekaligus, 2 kaki, dengan jarak peti naik, satu kaki, memberi kita jawaban yang sama. Sebagai aturan praktis, jumlah panjang tali antara dua katrol dalam balok dan tekel sesuai dengan keuntungan mekanis mesin. Di mesin kami, tali melewati dari puli atas ke puli bawah dan kembali ke kasau: dua panjang tali memberi kami keuntungan mekanis dua.

Meskipun balok dan tekel mengurangi jumlah gaya yang diperlukan untuk memindahkan suatu benda, itu tidak mengubah jumlah usaha. Misalnya, balok dan tekel dengan keuntungan mekanis empat akan memungkinkan Anda mengangkat beban 4 pon. objek dengan hanya 1 lb. kekuatan. Namun itu juga akan mengharuskan Anda untuk menarik tali sepanjang 4 kaki untuk mengangkat objek dengan satu kaki.

Ketika suatu benda bergerak melawan benda lain, sebagian energi benda yang bergerak itu hilang karena gesekan. Dalam balok dan tekel, beberapa gesekan pada katrol akan mengurangi keuntungan mekanis mesin. Untuk memasukkan gesekan dalam perhitungan keuntungan mekanis balok dan tekel, bagi berat benda yang diangkat dengan berat yang diperlukan untuk mengangkatnya.