כיצד פועלת מערכת גלגלות?

מערכת גלגלות מקלה על הרמת חפץ מאשר הרמת משקל מת ביד. גלגלת אחת משנה בעצם את כיוון המשיכה או הכוח המופעל. כאשר אדם משתמש בשתי גלגלות או יותר במערכת, המערכת מכפילה גם את הכוח המופעל מלבד שינוי כיוון. עם גלגלת קבועה אחת וניתנת לזוז במערכת, היא מכפילה בעצם את משקל העומס שתוכלו להרים ללא עזרה מאדם אחר על סמך המשקל שתוכלו להרים.

הגלגלת: מכונה פשוטה

כאחת משש המכונות הפשוטות, לגלגלת יש שתי זרועות שוות והיא פועלת על נקודת משען כמו של המנוף, אם כי זהו גלגל עם קצוות מקושטים על ציר המושחל בחבל. גלגלת אחת התלויה על התקרה עם חבל הכרוך סביב הגלגל שלה מאפשרת לך להרים ארגז על הרצפה עד לשולחן ומעלה תוך שימוש רק במחצית הכוח שיידרש כדי להרים אותו עם שלך ידיים.

יתרון מכני

מכונות פשוטות כמו הגלגלת נותנות לך יתרון מכני, ובעצם הופכות אותך לחזק יותר ממה שאתה בחיים האמיתיים. פיזיקאים מכמתים את העבודה שהמערכת עושה על ידי חישוב היתרון המכני בניוטון, על שם סר איסק ניוטון, המקור לחוקי התנועה. לוקח ניוטון אחד להזיז 1 קילוגרם מסה בקצב של מטר לשנייה בריבוע לכיוון הכוח המופעל. כדי לחשב את היתרון המכני של גלגלת, חלק את כוח המוצא, את משקל העומס בכוח הקלט, את הכוח הדרוש להרמת העומס.

גלגלת קבועה אחת, ניתנת להזזה

אמנם שימוש בגלגלת אחת בלבד מחייב אותך להשתמש רק במחצית הכוח שיידרש כדי להרים מטען ביד, קבוע גלגלת משולבת במערכת עם גלגלת תנועה, מכפילה למעשה את הכוח המופעל להרים או להזיז את לְהִתְנַגֵד. לדוגמא, אם יש לך אובייקט שמשקלו 100 N, כל מה שיידרש כדי להרים את האובייקט במערכת הגלגלת הזו הם 50 ניוטון כוח המופעל. ה- MA של מערכת מסוג זה שווה לשניים.

מערכת גלגלות

בעוד גלגלת אחת מאפשרת לך להזיז עומס בחצי מהכוח הנדרש, מערכת גלגלות מגדיל את היתרון המכני במספר הגלגלות ובאורכי החבל התומכים ב לִטעוֹן. מספר קווצות החבל התומכות בעומס במערכת גלגלות מרובות תואמות בעצם את היתרון המכני של המערכת. לדוגמא, אם יש לך שתי גלגלות קבועות ושתי תזוזה, ארבע אורכות החבל תומכות בעומס ביתרון מכני של ארבע. עומס של 100 N ידרוש 25 ניוטון כוח המופעל כדי להרים אותו.

  • לַחֲלוֹק
instagram viewer