Roluri și scripeți în ajutoarele pentru învățarea lexicului studenților la fizică
Rolele sunt dispozitive de conversie a forței. Sunt adesea obișnuiți, pentru. B. în macarale sau dispozitive de tensionare pentru firele de contact pentru a reduce direcția sau cantitatea de forță care trebuie aplicată. Se face distincția între rolurile fixe și cele libere. Combinația dintre mai multe role fixe și libere se numește bloc de scripete.
Nici o lucrare mecanică nu este salvată cu role, ci doar forța necesară pentru mișcarea sau ridicarea unui obiect este deviată sau redusă, prin care, în al doilea caz, calea este mărită în consecință.
Calculați scripete
#Forți mecanice # Convertor de forță # Regula de aur a mecanicii
Rolele sunt dispozitive de conversie a forței. Sunt adesea obișnuiți, pentru. B. în macarale sau dispozitive de tensionare a firelor de contact pentru a reduce direcția sau cantitatea de forță care trebuie aplicată. Se face distincția între rolurile fixe și cele libere. Combinația dintre mai multe role fixe și libere se numește bloc de scripete.
Dispozitiv de tensionare a firelor de contact cu role
Roluri fixe și libere
Cu firmă Rolul (imaginea 2) se schimbă numai direcția acestei forțe. Acesta este motivul pentru care se vorbește și despre scripete. Forța de tragere necesară este aceeași cu forța din sarcină. Calea trenului și calea de încărcare sunt, de asemenea, aceleași. Pentru un rol fix în echilibru, neglijând fricțiunea:
F Z = F L s Z = s L F forța s distanță
Rol fix: forța este deviată numai.
Cu rol liber (Fig. 3) cantitatea de forță care trebuie aplicată este redusă. Forța din sarcină este distribuită pe două frânghii. Calea trenului, pe de altă parte, este dublată. Pentru un scripete liber în echilibru, neglijând fricțiunea și forțele de greutate ale scripetei și cablului:
F Z = 1 2 F L s Z = 2 s L F forța s distanță
Rolă liberă: Forța necesară este mai mică decât la o rolă fixă.
O combinație între o rolă slabă și una fixă este adesea utilizată (Fig. 4). Rolul liber reduce cantitatea de forță care trebuie aplicată. Direcția forței care trebuie aplicată poate fi modificată cu rola fixă.
Lucrări mecanice pe role
Regula de aur a mecanicii se aplică rolelor pentru toate dispozitivele de conversie a forței:
Ceea ce economisiți în energie, trebuie să adăugați la fel.
Dacă fricțiunea este neglijată, se aplică următoarele: Lucrul mecanic pe o rolă este același.
F Z ⋅ s Z = F L ⋅ s L F Z, F L forțe de acțiune s Z, s L distanțe parcurse
Cu toate acestea, în practică există o frecare constantă. Trebuie luată în considerare și greutatea fuliilor și a cablurilor. Prin urmare, munca efectivă care trebuie cheltuită este întotdeauna mai mare decât munca utilizabilă.
Combinație de role fixe și libere
Tipuri de scripete și forțe asupra acestora
Există diferite tipuri de blocuri de scripete. Blocurile de scripete sunt adesea compuse din role individuale, dintre care unele acționează ca role fixe și parțial ca role role. Aceste roluri pot fi aranjate diferit. Figura 4 prezintă două blocuri de scripete cu patru role fiecare în aranjamente diferite.
Forța de tragere necesară pentru ridicarea unei sarcini depinde de numărul de corzi portante. În general, următoarele se aplică unui astfel de sistem de scripete în echilibru:
F Z = 1 n F L s Z = n ⋅ s L F Z forță de tracțiune necesară n număr de corzi portante F L forță datorată sarcinii s Z traiectorie de tracțiune s L traiectorie de sarcină
Este z. De exemplu, la fel ca în cele două blocuri de scripete prezentate în Figura 5, numărul cablurilor portante este de patru, atunci forța de întindere este un sfert din greutatea sarcinii. Calea de tragere, pe de altă parte, este de patru ori mai lungă decât calea pe care o acoperă sarcina. Dacă doriți să reduceți forța de tracțiune în continuare, trebuie să măriți numărul de cabluri portante prin creșterea numărului de scripeți.
Blocuri cu patru role fiecare în aranjamente diferite
Un alt tip de blocuri de scripete sunt blocurile de scripete diferențiale (Fig. 6). Cu ele, un lanț nesfârșit se întinde pe două role, astfel încât să nu poată aluneca în canelurile rolelor. Rolele superioare, conectate ferm, au raze diferite. În cazul unui bloc de scripete diferențial, condițiile pentru echilibru pot fi determinate prin aplicarea teoremei cuplului. În echilibru, suma cuplurilor în sens invers acelor de ceasornic este egală cu cea a cuplurilor în sensul acelor de ceasornic. Următoarele se aplică unui astfel de sistem de scripete în echilibru:
F Z = 1 2 F L ⋅ R - r R
Aceasta înseamnă: forța de tracțiune necesară este mai mică, cu atât diferența dintre razele R și r ale rolei duble superioare este mai mare. Ca și în cazul rolelor, regula de aur a mecanicii se aplică lucrărilor mecanice. Toate ecuațiile menționate se aplică cu condiția ca fricțiunea să fie neglijabilă și că forțele de greutate ale scripetelor și cablurilor nu sunt luate în considerare.