Περιεχόμενο
Οι τροχαλίες είναι ένας από τους έξι τύπους απλών μηχανών, μια συσκευή που επιτρέπει στους ανθρώπους να ολοκληρώσουν την εργασία τους με λιγότερη προσπάθεια από ό, τι διαφορετικά θα απαιτούσε η εργασία. Απλές μηχανές επιτρέπουν αυτό να συμβεί λόγω του μηχανικού τους πλεονεκτήματος, το οποίο παρέχει πολλαπλασιαστικό αποτέλεσμα στην προσπάθεια που ασκείται. Μια κινητή τροχαλία είναι ένας τύπος τροχαλίας που κινείται με το αντικείμενο που μετακινείται.
Μηχανικό όφελος
Το μηχανικό πλεονέκτημα είναι το όνομα που δίνεται στον πολλαπλασιαστή δύναμης που δίνεται από ένα απλό μηχάνημα. Το μηχανικό πλεονέκτημα ενός μηχανήματος είναι ουσιαστικά ένα μέτρο της ποσότητας της απαιτούμενης δύναμης που εξαπλώνεται σε όλη τη μηχανή. Το μηχανικό είναι ένας πολλαπλασιαστής δύναμης επειδή πολλαπλασιάζει το ποσό της προσπάθειας που ασκείστε. Για παράδειγμα, αν ένα κιβώτιο απαιτούσε 100 newtons δύναμης για να το μετακινήσετε και το προσαρτήσατε σε τροχαλία με μηχανικό πλεονέκτημα 3, θα χρειαστεί να εφαρμόσετε μόνο 33 newtons δύναμης, επειδή 33 φορές 3 ισούται με 99, το οποίο είναι κοντά αρκετά για 100.
Τροχαλία
Όλες οι τροχαλίες έχουν δύο στοιχεία: ένα σχοινί και έναν αυλακωτό τροχό. Το σχοινί ταιριάζει γύρω από τον τροχό, επιτρέποντας στο σχοινί να κινηθεί γύρω του. Οι τροχαλίες είναι είτε σταθερές είτε κινητές. Μια σταθερή τροχαλία είναι ακίνητη, στερεωμένη σε τοίχο ή παρόμοιο αντικείμενο. Το βάρος που μετακινείται από την τροχαλία συνδέεται στο σχοινί. Ο τροχός μιας κινητής τροχαλίας δεν συνδέεται με οποιοδήποτε σταθερό αντικείμενο. Το ένα άκρο του σχοινιού είναι ακίνητο. Σε μια κινητή τροχαλία, το βάρος προσαρτάται στον τροχό παρά στο σχοινί και ο τροχός κινείται κατά μήκος του σχοινιού καθώς το βάρος ανεβαίνει ή χαμηλώνει.
Κινούμενος τροχός
Το μηχανικό πλεονέκτημα μιας κινητής τροχαλίας είναι 2. Αυτό σημαίνει ότι μια κινητή τροχαλία θα μειώσει κατά το ήμισυ την απαιτούμενη δύναμη που απαιτείται για τη μετακίνηση οποιουδήποτε αντικειμένου που είναι προσαρτημένο σε αυτήν. Αυτό συμβαίνει επειδή σε μια κινητή τροχαλία το ένα άκρο του σχοινιού είναι ακίνητο, πράγμα που σημαίνει ότι απορροφά μέρος της δύναμης που απαιτείται για τη μετακίνηση του αντικειμένου. Έτσι, αν συνδέσετε ένα κιβώτιο 100 Newton σε μια κινητή τροχαλία, θα χρειαστεί να εφαρμόσετε μόνο 50 newtons δύναμης για να μετακινήσετε το κιβώτιο επειδή η κινητή τροχαλία θα πολλαπλασιάσει τη δύναμή σας κατά 2.
Υπολογισμός πλεονεκτήματος
Οι τροχαλίες λειτουργούν μεταξύ τους και η προσθήκη τροχαλιών αυξάνει το μηχανικό πλεονέκτημα. Ορισμένες σειρές τροχαλιών μπορεί να περιλαμβάνει έξι ή επτά τροχαλίες συνολικά. Για να υπολογίσετε το μηχανικό πλεονέκτημα ενός συστήματος τροχαλιών, μπορείτε να μετρήσετε τον αριθμό των τμημάτων σχοινιού μεταξύ των τροχαλιών. Αν το ελεύθερο άκρο είναι προς τα κάτω, μην το συμπεριλάβετε στο σύνολο, αλλά αν είναι προς τα πάνω, στην ίδια κατεύθυνση το βάρος θα μετακινηθεί, συμπεριλάβετε και αυτό. Το μηχανικό πλεονέκτημα του συστήματος τροχαλιών θα είναι ο τελικός αριθμός.