Hoe werkt een katrolsysteem?

Een katrolsysteem maakt het gemakkelijker om een ​​object op te tillen dan het eigen gewicht met de hand op te tillen. Een enkele katrol verandert in wezen de richting van de uitgeoefende trekkracht of kracht. Wanneer een persoon twee of meer katrollen in een systeem gebruikt, vermenigvuldigt het systeem ook de uitgeoefende kracht, naast het veranderen van de richting. Met één vaste en één beweegbare katrol in een systeem, verdubbelt het in wezen het gewicht van de last die je zou kunnen tillen zonder hulp van een andere persoon op basis van het gewicht dat je kunt tillen.

Als een van de zes eenvoudige machines heeft de katrol twee gelijke armen en werkt op een draaipunt zoals de hefboom, hoewel het een wiel is met omrande randen op een as die is voorzien van een touw. Met een enkele katrol die aan het plafond hangt met een touw om het wiel gewikkeld, kun je een doos optillen op de vloer tot een tafel of hoger met slechts de helft van de kracht die nodig is om het op te tillen met uw handen.

Eenvoudige machines zoals de katrol geven je een mechanisch voordeel, waardoor je in wezen sterker wordt dan je in het echte leven bent. Natuurkundigen kwantificeren het werk dat het systeem doet door mechanisch voordeel te berekenen in Newtons, genoemd naar Sir Issac Newton, de grondlegger van de bewegingswetten. Er is 1 newton nodig om 1 kilogram massa te verplaatsen met een snelheid van 1 meter per seconde kwadraat in de richting van de uitgeoefende kracht. Om het mechanische voordeel van een katrol te berekenen, deelt u de uitgangskracht, het gewicht van de last door de ingangskracht, de kracht die nodig is om de last op te tillen.

Bij het gebruik van slechts één katrol hoeft u slechts de helft van de kracht te gebruiken die nodig is om een ​​last met de hand op te tillen, een vaste katrol gecombineerd in een systeem met een beweegbare katrol, verdubbelt in wezen de kracht die wordt uitgeoefend om de op te tillen of te verplaatsen voorwerp. Als u bijvoorbeeld een object heeft dat 100 N weegt, is het enige dat nodig is om het object in dit katrolsysteem op te tillen 50 Newton kracht. De MA van dit type systeem is gelijk aan twee.

Terwijl je met een enkele katrol een last met de helft van de benodigde kracht kunt verplaatsen, is een systeem van katrollen verhoogt het mechanische voordeel door het aantal katrollen en de lengtes van touw die de. ondersteunen laden. Het aantal touwstrengen dat de last in een meervoudig katrolsysteem ondersteunt, komt in principe overeen met het mechanische voordeel van het systeem. Als u bijvoorbeeld twee vaste en twee beweegbare katrollen heeft, ondersteunen vier lengtes van het touw de lading met een mechanisch voordeel van vier. Een belasting van 100 N zou 25 Newton kracht vereisen om het op te tillen.