A vantagem mecânica do Block & Tackle

Uma polia de bloqueio e desarme é uma máquina que reduz bastante a quantidade de força necessária para mover ou levantar um objeto, como uma caixa pesada. Uma polia padrão é composta de uma única roda em um eixo com uma corda passando por ela. Por si só, uma polia só pode mudar a direção de uma força aplicada a um objeto. Um sistema de polias trabalhando juntas pode formar um bloco e travar, o que multiplica a força além de mudar a direção da força, o que significa que menos força é necessária para mover um objeto. O grau em que o bloqueio e o tackle multiplicam a força é sua vantagem mecânica.

Função

Bloqueio e tackles são freqüentemente usados ​​em áreas onde maquinário pesado não está disponível e a força humana deve ser substituída. Na antiguidade, blocos e equipamentos eram usados ​​em projetos de construção para mover cargas pesadas. Na era moderna, eles são usados ​​com frequência em barcos onde seria impraticável ter um guindaste ou outra maquinaria pesada.

Levantando com uma polia

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Se estivéssemos tentando levantar um carro de 200 lb. engradado do chão para as vigas de um edifício, poderíamos fazer isso usando uma roldana simples. Colocávamos uma roldana nas vigas e passávamos uma corda por ela, prendendo uma das pontas da corda na caixa. Puxando a outra ponta da corda (a parte de içamento), poderíamos erguer a caixa até as vigas. Nesse sistema, cada vez que puxamos a corda um pé com 200 libras. de força, levantamos a caixa um pé. Levantando com nada menos do que 200 libras. de força não moverá nossos 200 lb. engradado.

Levantamento com um bloco e equipamento

Se, em vez de prender a corda diretamente na caixa, passássemos por uma nova polia presa à caixa e prendêssemos a ponta da corda às vigas, teríamos um bloco e talha. Agora, cada vez que puxávamos a ponta livre da corda, ela teria que passar duas vezes entre as vigas e a caixa. Teríamos que puxar dois pés na corda para erguer a caixa um único pé. No entanto, só teríamos que puxar com 100 libras. de força.

Vantagem mecânica

Essa disparidade entre a quantidade de força necessária para mover um objeto e o peso do objeto é a vantagem mecânica do bloqueio e do equipamento. Isso é o mesmo que a disparidade entre a quantidade de corda que puxamos em comparação com a distância que o objeto se move. Para calcular a vantagem mecânica, podemos dividir o peso do objeto sendo levantado pelo força necessária para levantá-lo ou podemos dividir a quantidade de corda que temos que puxar pela distância do objeto se move. Para encontrar a vantagem mecânica de nossa máquina pelo primeiro método, dividiríamos o peso da caixa, 200 lbs., Pela quantidade de força necessária para levantá-lo, 100 lbs., O que nos dá uma vantagem mecânica de dois. Dividir a quantidade de corda que puxamos de cada vez, 2 pés, pela distância que a caixa sobe, um pé, nos dá a mesma resposta. Como regra geral, o número de comprimentos de cabo entre as duas polias em um bloco e talha corresponde à vantagem mecânica da máquina. Em nossa máquina, a corda passa da polia superior para a inferior e de volta para as vigas: dois comprimentos de corda nos dão nossa vantagem mecânica de dois.

Força e Trabalho

Mesmo que um bloqueio e um tackle diminuam a quantidade de força necessária para mover um objeto, ele não altera a quantidade de trabalho. Por exemplo, um bloqueio e tackle com uma vantagem mecânica de quatro permitirá que você levante um 4 lb. objeto com apenas 1 lb. de força. No entanto, também exigirá que você puxe 4 pés de corda para levantar o objeto um pé.

Atrito

Quando qualquer objeto se move contra outro objeto, parte da energia do objeto em movimento é perdida por atrito. Em um bloqueio e equipamento, algum atrito nas polias reduzirá a vantagem mecânica da máquina. Para incluir o atrito em um cálculo da vantagem mecânica de um bloco e talha, divida o peso do objeto sendo levantado pelo peso necessário para levantá-lo.

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