Mekanisk Fordelen med Block & Tackle

En taljer trinse er en maskin som i stor grad reduserer mengden av kraft som er nødvendig for å løfte eller flytte en gjenstand slik som en tung kasse. En standard trinse er sammensatt av et enkelt hjul på en aksel med et tau løper over den. På egen hånd, kan en trinse bare endre retningen av en kraft tilført til et objekt. Et system av trinser arbeider sammen kan danne en blokk og takle, som multipliserer kraft i tillegg til å endre styrken sin retning, noe som betyr mindre kraft er nødvendig for å flytte et objekt. I hvilken grad taljen multipliserer kraft er den mekaniske fordel.

Funksjon

Blokker og taklinger brukes ofte i områder der tunge maskiner er ikke tilgjengelig og menneskelig makt må erstattes i stedet. I antikken ble blokk og taklinger som brukes i byggeprosjekter til å flytte tunge laster. I moderne tid, de brukes ofte på båter hvor det ville være upraktisk å ha en kran eller annet tunge løft maskineri.

Løft med Pulley

Hvis vi forsøker å løfte en 200 lb kasse fra gulvet til randen av en bygning, kan vi gjøre det ved hjelp av en enkel trinse. Vi vil sette en trinse på sperrene og passerer et tau gjennom det, å feste den ene enden av tauet til kassen. Ved å trekke den andre enden av tauet (haling den del), kan vi løfte kassen inn i sperrene. I dette systemet hver gang vi trekke i tauet en fot med 200 lbs. av kraft, løfter vi kasse ene foten. Løfting med noe mindre enn 200 lbs. av makt vil ikke flytte våre 200 lb kasse.

Løfte med en blokk og takle

Dersom, i stedet for å feste tauet direkte til kasse, vi føres den gjennom en ny trinse festet til kassen og deretter festet til enden av tauet til sperrene, ville vi ha en taljer. Nå, hver gang vi dro den frie enden av tauet, ville tauet må reise mellom sperrene og buret to ganger. Vi måtte trekke to føtter på tau for å løfte kasse én fot. Imidlertid vil vi bare nødt til å trekke med 100 lbs. av makt.

mekanisk Advantage

Dette misforhold mellom mengden av kraft som kreves for å flytte en gjenstand, og vekten av gjenstanden er den mekaniske fordel av taljen. Dette er det samme som misforhold mellom hvor mye tau vi trekke i forhold til avstanden objektet beveger seg. For å beregne den mekaniske fordel, kan vi enten dele vekten av gjenstanden som løftes av den kraft som kreves for å løfte den, eller vi kan dele mengden av tauet vi har å trekke av avstanden til objektet beveger seg. For å finne den mekaniske nytte av vår maskin av den første metoden vi vil dele kasse vekt, 200 lbs., Av mengden kraft som kreves for å løfte den, 100 lbs., Noe som gir oss en mekanisk fordel av to. Oppdeling av hvor mye tau vi hale inn en gang, 2 fot, med avstanden kassen stiger, en fot, gir oss det samme svar. Som en tommelfingerregel, antall lengder av tauet mellom de to trinser i en taljer svarer til den mekaniske fordel av maskinen. I vår maskin passerer tau fra toppen skivene til bunnen trinse og tilbake opp til randen: to lengder av tau gir oss vår mekanisk fordel av to.

Force og arbeid

Selv om en blokk og takle reduserer mengden kraft som er nødvendig for å flytte et objekt, betyr det ikke endrer mengden av arbeid. For eksempel, en blokk og takle med en mekanisk fordel på fire vil tillate deg å løfte en 4 lb objekt med bare 1 lb av makt. Men det vil også kreve at du trekke 4 fot av tau for å løfte objektet ene foten.

Friksjon

Når et objekt beveger seg mot et annet objekt, er noe av bevegelig objekt energi tapt til friksjon. I en taljer, vil noen friksjon i trinsene redusere den mekaniske fordel av maskinen. For å inkludere friksjon i en beregning av den mekaniske fordelen av en taljer, dividere vekten av gjenstanden som løftes opp av er nødvendig for å løfte den vekt.