Wat is het mechanische voordeel van enkele beweegbare katrollen?

Katrollen zijn een van de zes soorten eenvoudige machines, een apparaat waarmee mensen werk kunnen volbrengen met minder inspanning dan de taak anders zou vereisen. Eenvoudige machines laten dit toe vanwege hun mechanische voordeel, wat een multiplicatoreffect geeft op de uitgeoefende inspanning. Een beweegbare katrol is een soort katrol die meebeweegt met het object dat wordt verplaatst.

Mechanisch voordeel is de naam die wordt gegeven aan de krachtvermenigvuldiger die door een eenvoudige machine wordt gegeven. Het mechanische voordeel van een machine is in wezen een maatstaf voor hoeveel de vereiste kracht door de machine wordt verspreid. Mechanisch is een krachtvermenigvuldiger omdat het de hoeveelheid inspanning die je uitoefent vermenigvuldigt. Als een doos bijvoorbeeld 100 Newton kracht nodig had om hem te verplaatsen, en je hebt hem met een mechanische voordeel van 3, je hoeft maar 33 newton kracht uit te oefenen, want 33 keer 3 is gelijk aan 99, wat dicht genoeg is tot 100.

Alle katrollen hebben twee componenten: een touw en een gegroefd wiel. Het touw past om het wiel, waardoor het touw eromheen kan bewegen. Katrollen zijn vast of verplaatsbaar. Een vaste katrol is stationair, bevestigd aan een muur of iets dergelijks. Het gewicht dat door de katrol wordt verplaatst, is aan het touw bevestigd. Het wiel van een beweegbare katrol is niet bevestigd aan een stilstaand object; het ene uiteinde van het touw is in plaats daarvan stationair. In een beweegbare katrol wordt het gewicht aan het wiel bevestigd in plaats van aan het touw, en het wiel beweegt langs de lengte van het touw als het gewicht wordt opgetild of neergelaten.

Het mechanische voordeel van een beweegbare katrol is 2. Dit betekent dat een beweegbare katrol de benodigde kracht zal halveren die nodig is om een ​​voorwerp dat eraan vastzit te verplaatsen. Dit gebeurt omdat in een beweegbare katrol het ene uiteinde van het touw stationair is, wat betekent dat het een deel van de kracht absorbeert die nodig is om het object te verplaatsen. Dus als u een doos van 100 Newton aan een beweegbare katrol bevestigt, hoeft u slechts 50 Newton kracht uit te oefenen om de doos te verplaatsen, omdat de beweegbare katrol uw kracht met 2 zal vermenigvuldigen.

Katrollen werken samen met elkaar en het toevoegen van katrollen zal het mechanische voordeel vergroten. Sommige sets katrollen kunnen in totaal zes of zeven katrollen bevatten. Om het mechanische voordeel van een katrolsysteem te berekenen, kun je het aantal touwsegmenten tussen de katrollen tellen. Als het vrije uiteinde naar beneden wijst, neem het dan niet mee in het totaal, maar als het naar boven wijst, wordt het gewicht in dezelfde richting verplaatst, neem dat dan ook op. Het mechanische voordeel van het katrolsysteem zal het uiteindelijke aantal zijn.