Шкивы - одна из шести простых машин. Другие простые механизмы - это колесо и ось, наклонная плоскость, клин, винт и рычаг. Машина - это инструмент, облегчающий работу, и шесть простых машин были одними из самых ранних открытий человечества.
Основные шкивы
Самые простые шкивы изготавливаются из колеса и веревки или шнура. Обод колеса имеет канавку, и веревка или шнур входит в эту канавку. Когда вы тянете веревку вверх или вниз, колесо вращается. Это облегчает перемещение объекта, потому что, например, тянуть веревку вниз легче, чем поднимать тяжелый объект вверх. Конечно, один шкив не сильно повлияет на объем работы, необходимой для перемещения объекта. По этой причине шкивы обычно спарены или объединены в систему шкивов.
Системы фиксированных шкивов
В фиксированной системе шкивов шкивы неподвижны и обычно прикреплены к стене, потолку или каркасу. Груз перемещается вверх или вниз вместе с тросом, при этом шкивы остаются неподвижными. У фиксированной системы шкивов есть свои преимущества и недостатки. Фиксированный шкив изменяет направление силы, но не ее величину. Фактически, фиксированный шкив - единственный, который требует больше усилий, чем сама нагрузка. Для перемещения груза требуется гораздо больше усилий, чем для подвижной или составной системы шкивов, но шкив не нужно толкать или тянуть вверх и вниз.
Системы подвижных шкивов
В системе с подвижным шкивом шкив прикреплен к грузу, а не к стене или каркасу. Это позволяет шкиву двигаться вместе с грузом. Преимущество подвижного шкива в том, что для перемещения груза требуется меньше усилий. Однако у подвижного шкива есть и недостатки. В системе с подвижными шкивами сам шкив необходимо толкать или тянуть вверх и вниз, добавляя свой собственный вес к существующей нагрузке.
Составные шкивные системы
В составной системе шкивов используется комбинация фиксированных и подвижных шкивов. Системы составных шкивов являются наиболее широко используемыми из трех систем, и на то есть веские причины. Усилие, необходимое для перемещения груза, прикрепленного к составной шкивной системе, составляет менее половины первоначальной нагрузки. Недостатком системы составных шкивов является то, что с каждым добавленным шкивом необходимая длина каната и расстояние, которое канат должен пройти, увеличиваются.