プーリーシステムはどのように機能しますか？

滑車システムにより、手で自重を持ち上げるよりも簡単に物体を持ち上げることができます。 単一のプーリーは、基本的に、加えられる引っ張りまたは力の方向を変更します。 人がシステムで2つ以上の滑車を使用する場合、システムは方向を変えるだけでなく、加えられた力も乗算します。 システム内に1つの固定プーリーと1つの可動プーリーがあるため、持ち上げることができる重量に基づいて、他の人の助けを借りずに持ち上げることができる荷物の重量が実質的に2倍になります。

6つの単純な機械の1つとして、プーリーは2つの等しいアームを持ち、レバーと同じように支点で動作しますが、ロープでねじられた車軸に縁のあるエッジがあるホイールです。 ロープを車輪に巻き付けて天井からぶら下がっている単一の滑車で、箱を持ち上げることができます テーブル以上の床で、あなたと一緒に持ち上げるのにかかる力の半分だけを使用します 手。

プーリーのような単純な機械は、機械的倍率を提供し、本質的に実際よりも強くなります。 物理学者は、運動の法則の創始者であるアイザックニュートン卿にちなんで名付けられたニュートンの機械的倍率を計算することによって、システムが行う仕事を定量化します。 加えられた力の方向に毎秒1メートルの速度で1キログラムの質量を動かすのに1ニュートンかかります。 プーリーのメカニカルアドバンテージを計算するには、出力力、負荷の重量を入力力、負荷を持ち上げるのに必要な力で割ります。

プーリーを1つだけ使用すると、手で荷物を持ち上げるのに必要な力の半分だけを使用する必要がありますが、固定されています 可動プーリーとシステムで組み合わされたプーリーは、本質的に、 オブジェクト。 たとえば、100 Nの重さの物体がある場合、この滑車システムで物体を持ち上げるのに必要なのは、50ニュートンの力を加えることだけです。 このタイプのシステムのMAは2に等しくなります。

単一の滑車で必要な半分の力で荷物を動かすことができますが、滑車のシステム 滑車の数とそれを支えるロープの長さによって機械的倍率を高めます 負荷。 マルチプーリーシステムの荷重を支えるロープストランドの数は、基本的にシステムのメカニカルアドバンテージに対応しています。 たとえば、2つの固定プーリーと2つの可動プーリーがある場合、4つの長さのロープが4つの機械的倍率で荷重を支えます。 100 Nの負荷を持ち上げるには、25ニュートンの力を加える必要があります。