Mehanska prednost bloka in reševanja

Jermenica za blok in pribor je stroj, ki močno zmanjša količino sile, ki je potrebna za premikanje ali dviganje predmeta, kot je težka zaboj. Standardni škripec je sestavljen iz enojnega kolesa na osi, preko katere poteka vrv. Škripec lahko sam spremeni samo smer sile, ki deluje na predmet. Sistem jermenic, ki delujejo skupaj, lahko tvori blok in pribor, ki poleg spreminjanja smeri sile pomnoži silo, kar pomeni, da je za premikanje predmeta potrebna manjša sila. Stopnja, do katere blok in pribor pomnoži silo, je njena mehanska prednost.

Bloki in rešitve se pogosto uporabljajo na območjih, kjer težkih strojev ni na voljo, zato je treba nadomestiti človeško moč. V antiki so blok in pribor uporabljali v gradbenih projektih za premikanje težkih tovorov. V sodobni dobi se pogosto uporabljajo na čolnih, kjer bi bilo nepraktično imeti žerjav ali druge težke dvižne stroje.

Če bi poskušali dvigniti 200 lb. zaboj iz tal v špirovce stavbe, bi to lahko storili z uporabo preprostega jermenice. V špirovce bi položili en škripec in skozenj speljali vrv, en konec vrvi pa pritrdili na zaboj. Z vlečenjem drugega konca vrvi (vlečni del) bi lahko zaboj dvignili v špirovce. V tem sistemu vsakič, ko vrv potegnemo za eno nogo z 200 lbs. sile dvignemo zaboj z eno nogo. Dviganje s kar manj kot 200 lbs. sile ne bo premaknil naših 200 lb. zaboj.

Če bi namesto, da bi vrv pritrdili neposredno na zaboj, jo speljali skozi nov jermenico, pritrjeno na zaboj, in nato konec vrvi pritrdili na špirovce, bi imeli blok in pribor. Zdaj, ko bi vsakič potegnili prosti konec vrvi, bi morala vrv dvakrat potovati med špirovci in zabojem. Morali bi potegniti dve nogi po vrvi, da bi zaboj dvignili za eno samo nogo. Vendar bi morali vleči le s 100 lbs. sile.

Ta razlika med količino sile, ki je potrebna za premikanje predmeta, in težo predmeta je mehanska prednost bloka in pribora. To je enako neskladju med tem, koliko vrvi potegnemo v primerjavi z razdaljo, ki jo objekt premakne. Za izračun mehanske prednosti lahko težo predmeta, ki ga dvigamo, razdelimo na sila, ki jo potrebujemo, da ga dvignemo, ali količino vrvi, ki jo moramo potegniti, lahko razdelimo na razdaljo predmeta premika. Da bi našli mehansko prednost našega stroja po prvi metodi, bi razdelili težo zaboja, 200 lbs., Kolikor je sila potrebna, da ga dvignemo, 100 lbs., Kar nam daje mehansko prednost dveh. Če razdelimo, koliko vrvi naenkrat vlečemo, 2 metra, glede na razdaljo, ki jo dvigne zaboj, ena noga, dobimo enak odgovor. Število dolžin vrvi med obema jermenicama v bloku in priboru praviloma ustreza mehanski prednosti stroja. V našem stroju vrv prehaja od zgornjega jermenice do spodnjega jermenice in nazaj do špirovcev: dve dolžini vrvi nam dajeta mehansko prednost dveh.

Čeprav blok in pripomočki zmanjšajo količino sile, ki je potrebna za premikanje predmeta, to ne spremeni obsega dela. Na primer, blok in pribor z mehansko prednostjo štirih vam bo omogočil dvig 4 lb. predmet s samo 1 lb. sile. Vendar pa boste morali tudi potegniti 4 metre vrvi, da dvignete predmet z eno nogo.

Ko se kateri koli predmet premakne proti drugemu, se nekaj energije, ki se premika, izgubi zaradi trenja. V bloku in priboru bo nekaj trenja v jermenicah zmanjšalo mehansko prednost stroja. Če želite v izračun mehanske prednosti bloka in pribora vključiti tudi trenje, težo dvignjenega predmeta delite z utežjo, potrebno za dvig.