Contenuto
- Funzione
- Sollevamento con una puleggia
- Sollevamento con un blocco e attrezzatura
- Vantaggio meccanico
- Forza e lavoro
- Attrito
Una puleggia parapolvere è una macchina che riduce notevolmente la quantità di forza necessaria per spostare o sollevare un oggetto come una cassa pesante. Una puleggia standard è composta da una singola ruota su un asse con una fune che la attraversa. Di per sé, una puleggia può solo cambiare la direzione di una forza applicata a un oggetto. Un sistema di pulegge che lavorano insieme può formare un blocco e un placcaggio, che moltiplica la forza oltre a cambiare la direzione delle forze, il che significa che per spostare un oggetto è necessaria meno forza. Il grado in cui il blocco e il placcaggio moltiplica la forza è il suo vantaggio meccanico.
Funzione
Block e tackle sono spesso usati in aree in cui non sono disponibili macchinari pesanti e al posto del potere umano deve essere sostituito. Nell'antichità, i blocchi e le attrezzature venivano utilizzati nei progetti di costruzione per spostare carichi pesanti. Nell'era moderna, sono usati frequentemente su barche dove sarebbe impraticabile avere una gru o altri macchinari di sollevamento pesanti.
Sollevamento con una puleggia
Se stessimo tentando di sollevare una cassa da 200 libbre dal pavimento alle travi di un edificio, potremmo farlo usando una semplice puleggia. Metteremmo una puleggia nelle travi e passeremmo una corda, attaccando un'estremità della corda alla cassa. Tirando l'altra estremità della corda (la parte di trasporto), potremmo sollevare la cassa nelle travi. In questo sistema, ogni volta che tiriamo la corda un piede con 200 libbre. di forza, solleviamo la cassa di un piede. Sollevando con qualcosa di meno di 200 libbre. di forza non muoverà la nostra cassa da 200 libbre.
Sollevamento con un blocco e attrezzatura
Se, invece di attaccare la corda direttamente alla cassa, la passassimo attraverso una nuova puleggia attaccata alla cassa e poi fissassimo l'estremità della corda alle travi, avremmo un blocco e un placcaggio. Ora, ogni volta che tiravamo l'estremità libera della corda, la corda avrebbe dovuto viaggiare due volte tra le travi e la cassa. Dovremmo tirare due piedi sulla corda per sollevare la cassa di un solo piede. Tuttavia, dovremmo solo tirare con 100 libbre. di forza.
Vantaggio meccanico
Questa disparità tra la quantità di forza richiesta per spostare un oggetto e il peso dell'oggetto è il vantaggio meccanico del blocco e dell'attrezzatura. Ciò equivale alla disparità tra quanta corda tiriamo rispetto alla distanza che l'oggetto si muove. Per calcolare il vantaggio meccanico, possiamo o dividere il peso dell'oggetto sollevato dalla forza richiesta per sollevarlo oppure possiamo dividere la quantità di corda che dobbiamo tirare per la distanza che l'oggetto si muove. Per trovare il vantaggio meccanico della nostra macchina con il primo metodo dovremmo dividere il peso delle casse, 200 libbre, per la quantità di forza richiesta per sollevarla, 100 libbre, dandoci un vantaggio meccanico di due. Dividendo quanta corda tiriamo alla volta, 2 piedi, per la distanza che sale la cassa, un piede, ci dà la stessa risposta. Come regola generale, il numero di lunghezze di fune tra le due pulegge in un blocco e paranco corrisponde al vantaggio meccanico della macchina. Nella nostra macchina la fune passa dalla puleggia superiore alla puleggia inferiore e ritorna alle travi: due lunghezze di fune ci danno il vantaggio meccanico di due.
Forza e lavoro
Anche se un blocco e un'attrezzatura diminuiscono la quantità di forza necessaria per spostare un oggetto, non cambia la quantità di lavoro. Ad esempio, un blocco e un placcaggio con un vantaggio meccanico di quattro ti permetteranno di sollevare un oggetto di 4 libbre con solo 1 libbra di forza. Tuttavia, dovrai anche tirare 4 piedi di corda per sollevare l'oggetto di un piede.
Attrito
Quando un oggetto si muove contro un altro oggetto, parte dell'energia in movimento degli oggetti viene persa per attrito. In un blocco e un placcaggio, un certo attrito nelle pulegge ridurrà il vantaggio meccanico della macchina. Per includere l'attrito in un calcolo del vantaggio meccanico di un blocco e un placcaggio, dividere il peso dell'oggetto sollevato dal peso necessario per sollevarlo.