Tartalom
A blokkoló és a kerekes tárcsa olyan gép, amely nagymértékben csökkenti egy tárgy, például egy nehéz láda mozgatásához vagy emeléséhez szükséges erőmennyiséget. A szabványos szíjtárcsa egyetlen tengelyből álló kerékből áll, és rajta fut egy kötél. Önmagában a szíjtárcsa csak egy tárgyra kifejtett erő irányát változtathatja meg. Az együtt működő szíjtárcsák rendszere blokkot és tapadást képezhet, amely az erők irányának megváltoztatása mellett megkétszerezi az erőt is, azaz egy tárgy mozgatásához kevesebb erő szükséges. Az, hogy a blokkolás és az ütés megszorozza az erőt, annak mechanikai előnye.
Funkció
A blokkokat és az eszközöket gyakran használják azokon a területeken, ahol nehéz gépek nem állnak rendelkezésre, és helyett az emberi erőt kell cserélni. Az ókorban az építőiparban blokkokat és rudakat használtak nehéz teher mozgatására. A modern korban ezeket gyakran használják hajón, ahol daru vagy más nehéz emelőgép használata nem lenne praktikus.
Emelés görgővel
Ha megkísérelünk egy 200 lb-os láda emelését a padlóról az épület szarufájába, akkor ezt egyszerű görgővel meg tudjuk csinálni. Egy szíjtárcsát helyeznénk a szarufákba, és átvezetnénk egy kötélen, a kötél egyik végét a ládahoz rögzítve. A kötél másik végének (a vontató rész) meghúzásával a ládát a szarufákba emelhetjük. Ebben a rendszerben minden alkalommal húzzuk meg a kötél egyik lábát 200 lbs-rel. erővel emeljük fel a láda egyik lábát. Emelés 200 fontnál kevesebbel. erő nem mozgatja a 200 lb-os ládánkat.
Emelés egy blokkkal és felszereléssel
Ha ahelyett, hogy a kötélt közvetlenül a ládához rögzítenénk, egy új tárcsán keresztül átvezetnénk a ládához, majd a kötél végét a szarufákhoz rögzítenénk, akkor lenne egy blokk és felszerelés. Most, amikor meghúzzuk a kötél szabad végét, a kötélnek kétszer kell mennie a szarufák és a láda között. Két lábot kell húznunk a kötélen, hogy a láda egyetlen lábát megemelje. Ugyanakkor csak £ 100-val kellene húznunk. erő.
Mechanikai előny
A tárgy mozgatásához szükséges erőmennyiség és a tárgy súlya közötti különbség a blokk és az eszköz mechanikai előnye. Ez megegyezik a különbséggel, hogy mennyi kötélt húzunk a tárgy mozgó távolságához képest. A mechanikai előny kiszámításához eloszthatjuk az emelendő tárgy súlyát az emeléséhez szükséges erővel, vagy eloszthatjuk a kötelek mennyiségét is, ameddig a tárgy mozog. Gépek mechanikai előnyeinek az első módszerrel történő megismerése érdekében a ládák tömegét (200 lb) elosztjuk a felvonásához szükséges erő mennyiségével (100 lb), így kettő mechanikai előnye lesz. Ha egyszerre hány kötélt húzunk két lábnyira, a láda felemelkedésének távolsága szerint, egy láb, ugyanazt a választ kapjuk. A hüvelykujj szabálya, hogy a blokkban és a szerszámban lévő két tárcsa között a kötél hossza megfelel a gép mechanikai előnyeinek. Gépünkben a kötél a felső szíjtárcsaktól az alsó szíjtárcsaig és vissza a szarufákig halad: két kötélhossz biztosítja a kettő mechanikai előnyeit.
Erő és munka
Annak ellenére, hogy a blokkolás és a csapás csökkenti a tárgy mozgatásához szükséges erőmennyiséget, ez nem változtatja meg a munka mennyiségét. Például egy blokk és egy négyféle mechanikus előnyei lehetővé teszik, hogy egy 4 font súlyú tárgyat csak 1 font erővel emeljen fel. Ugyanakkor azt is megköveteli, hogy húzzon 4 láb kötelet az objektum egyik lábának felemeléséhez.
Súrlódás
Amikor valamelyik tárgy egy másik objektummal szemben mozog, a mozgó tárgyak egy része energiát veszít a súrlódáshoz. A blokkban és a rudazatban a szíjtárcsák bizonyos súrlódása csökkenti a gép mechanikai előnyeit. Ha a súrlódást bele akarja számítani a blokk és az eszköz mechanikai előnyeinek kiszámításához, ossza meg az emelendő tárgy súlyát az emeléshez szükséges tömeggel.