Содержание
В легендах написано, что один человек передвинул целый военный корабль, полный солдат, используя систему шкивов. На протяжении всей истории шкивы и рычаги выполняли легкую работу по подъему и транспортировке предметов. Многие современные машины и инструменты продолжают использовать принципы этих простых машин. Гигантские краны поднимают тысячи тонн, используя принципы шкивов, в то время как простые инструменты, такие как тачки и рычаги, используют основные принципы рычага. Рычаги и шкивы обеспечивают преимущества для своих пользователей.
Машиностроение
Механическое преимущество - это причина, которая описывает, насколько простая машина умножает силу, действующую на нее. Рычаги и шкивы дают механическое преимущество своим пользователям. Люди могут уменьшить количество усилий, необходимых для подъема и перемещения предметов вокруг этих машин. Механическое преимущество выражается числами. Механическое преимущество двух означает, что машина удваивает усилия человека. Вы можете увеличить это соотношение в несколько раз. Вы можете изменить механическое преимущество, предлагаемое рычагами и шкивами, изменив их конфигурацию.
Шкивы имеют колеса с канавками и канатами или тросами, которые подходят к этим канавкам. Они могут быть фиксированными или мобильными, одиночными или множественными. Движущиеся шкивы и несколько шкивов имеют механическое преимущество, равное двум или более, в зависимости от количества используемых шкивов.
Рычаги обеспечивают механическое преимущество, которое изменяется в зависимости от нагрузки на них, в зависимости от длины между опорами и местами приложения силы. Механическое преимущество рычагов выражается в соотношении между длиной рычага на стороне точки приложения усилия и его длиной на стороне нагрузки.
Идеальное механическое преимущество
Инженеры и физики используют формулы для расчета идеального механического преимущества шкива или рычага. Результаты их расчетов являются только гипотетическими, потому что они не зависят от реальных условий, таких как температура и влажность, переменных, которые могут повлиять на механическое преимущество.
Механическое преимущество рассчитывается несколькими способами (расчет изображения по timur1970 от Fotolia.com)
Настоящее механическое преимущество
Формулы могут быть использованы для выражения фактического механического преимущества системы шкивов или рычагов. Эти формулы учитывают такие переменные, как потеря энергии при трении.
направление
Неподвижные шкивы не дают пользователю никаких механических преимуществ, но они позволяют приложить силу, отличную от направления движения. Человек может использовать эту конфигурацию шкива, чтобы поднять вес пола на второй этаж здания, даже если он остается на полу.
При использовании рычага, чем ближе груз к концу, тем меньше усилий требуется для перемещения груза на другом конце. Однако нагрузка не сильно перемещается в нужном направлении. Если вы хотите переместить груз дальше, вам нужен более длинный конец загрузки. Это требует больше усилий для перемещения груза.
