Block & Tackle'ın Mekanik Avantajı

Bir blok ve palanga makarası, ağır bir sandık gibi bir nesneyi taşımak veya kaldırmak için gereken kuvvet miktarını büyük ölçüde azaltan bir makinedir. Standart bir makara, üzerinde bir halat bulunan bir aks üzerindeki tek bir tekerlekten oluşur. Tek başına, bir kasnak sadece bir cisme uygulanan kuvvetin yönünü değiştirebilir. Birlikte çalışan bir makara sistemi, kuvvetin yönünü değiştirmenin yanı sıra kuvveti çoğaltan, bir nesneyi hareket ettirmek için daha az kuvvet gerektiği anlamına gelen bir blok ve palanga oluşturabilir. Blok ve palanganın kuvveti artırma derecesi, mekanik avantajıdır.

Ağır makinelerin bulunmadığı ve bunun yerine insan gücünün kullanılması gereken alanlarda blok ve palangalar sıklıkla kullanılmaktadır. Antik çağda, ağır yükleri taşımak için inşaat projelerinde blok ve palangalar kullanıldı. Modern çağda, bir vinç veya diğer ağır kaldırma makinelerine sahip olmanın pratik olmayacağı teknelerde sıklıkla kullanılırlar.

200 libre kaldırmaya çalışıyor olsaydık. yerden bir binanın kirişlerine sandık, basit bir kasnak kullanarak yapabiliriz. Kirişlere bir makara yerleştirip içinden bir ip geçirip ipin bir ucunu kasaya bağlayacaktık. Halatın diğer ucunu (çekme kısmı) çekerek sandığı kirişlere kaldırabiliyorduk. Bu sistemde ipi her çektiğimizde 200 lbs ile bir ayak çekiyoruz. kuvvet, sandığı bir ayak kaldırıyoruz. 200 lbs'den daha az bir şeyle kaldırma. kuvvet 200 lb'mizi hareket ettirmeyecek. sandık.

Halatı doğrudan kasaya bağlamak yerine kasaya bağlı yeni bir makaradan geçirip ipin ucunu kirişlere bağlasaydık, bir blok ve palanga olurdu. Şimdi, ipin serbest ucunu her çektiğimizde, ipin kirişler ile sandık arasında iki kez hareket etmesi gerekecekti. Sandığı bir ayak kaldırmak için ipin iki ayağını çekmemiz gerekecekti. Ancak, sadece 100 lbs ile çekmemiz gerekecekti. kuvvet.

Bir nesneyi hareket ettirmek için gereken kuvvet miktarı ile nesnenin ağırlığı arasındaki bu eşitsizlik, blok ve olta takımının mekanik avantajıdır. Bu, nesnenin hareket ettiği mesafeye kıyasla ne kadar ip çektiğimiz arasındaki farkla aynıdır. Mekanik avantajı hesaplamak için, kaldırılan cismin ağırlığını cismin ağırlığına bölebiliriz. Kaldırmak için gereken kuvvet veya çekmemiz gereken ip miktarını cismin mesafesine bölebiliriz. hareket eder. İlk yöntemle makinemizin mekanik avantajını bulmak için kasanın ağırlığını bölerdik, 200 libre, onu kaldırmak için gereken kuvvet miktarına göre 100 libre, bize iki mekanik avantaj sağlıyor. Bir seferde ne kadar halat çektiğimizi, 2 fit, kasanın yükseldiği mesafeye, bir fit bölmek bize aynı cevabı verir. Genel bir kural olarak, bir blokta ve palangadaki iki makara arasındaki halat uzunluklarının sayısı, makinenin mekanik avantajına karşılık gelir. Makinamızda halat üst makaradan alt makaraya geçer ve kirişlere geri döner: iki uzunluktaki halat bize iki mekanik avantajımızı sağlar.

Bir blok ve palanga, bir nesneyi hareket ettirmek için gereken kuvvet miktarını azaltsa da, iş miktarını değiştirmez. Örneğin, dört mekanik avantaja sahip bir blok ve olta takımı, 4 librelik bir ağırlığı kaldırmanıza izin verecektir. sadece 1 lb ile nesne. kuvvet. Bununla birlikte, nesneyi bir fit kaldırmak için 4 fit ip çekmenizi de gerektirecektir.

Herhangi bir nesne başka bir nesneye karşı hareket ettiğinde, hareket eden nesnenin enerjisinin bir kısmı sürtünme nedeniyle kaybolur. Bir blokta ve palangada, kasnaklardaki bir miktar sürtünme, makinenin mekanik avantajını azaltacaktır. Bir blok ve palanganın mekanik avantajının hesaplanmasına sürtünmeyi dahil etmek için, kaldırılan nesnenin ağırlığını, onu kaldırmak için gerekli ağırlığa bölün.