Stałe koło pasowe vs ruchome koło pasowe: szczegółowe porównanie

Przede wszystkim, aby odpowiedzieć na krążek stały vs krążek ruchomy, rozróżniamy krążki w kilku punktach, a następnie omówimy je osobno.

Zarówno stałe, jak i ruchome krążki służą do podnoszenia ciężkich przedmiotów. Oś obrotowa to główna różnica między krążkami stałymi i ruchomymi. Pierwsza ma stałą oś obrotu, a druga ruchomą oś obrotu, jak sugerują ich nazwy.

Zaczniemy od podstawowej koncepcji koła pasowego, zanim przejdziemy do krążka stałego w porównaniu z krążkiem ruchomym na głębokości.

Koło pasowe:

Wokół wyżłobionego obrzeża drewnianego lub metalowego krążka nawija się sznurek lub lina, aby utworzyć koło pasowe. Dysk obraca się wokół własnej osi, która przebiega przez środek.

Istnieją dwa sposoby wykorzystania pojedynczego koła pasowego: 

• Jako stałe koło pasowe 
• jako ruchome koło pasowe.

Porozmawiajmy o krążku stałym vs krążku ruchomym, na którym skupia się ten post.

Stałe koło pasowe a ruchome koło pasowe: punkty do zapamiętania

Poniżej opisano różnicę między kołem stałym a ruchomym:

Przyjrzyjmy się teraz obu bloczkom niezależnie.

Stałe koło pasowe:

Stały bloczek odnosi się do systemu bloczków, w którym bloczek jest zamontowany w stałym punkcie, a ładunek jest przymocowany do jednego końca liny o znikomej masie, która przechodzi przez rowkowaną krawędź tarczy lub koła.

Ze względu na obciążenie jedna strona liny zostanie naciągnięta. Rozciąganie powoduje naprężenie liny. Obciążenie i naprężenie wytworzone w linie będą miały przeciwne kierunki. Ale ponieważ obciążenie jest przyczyną naprężenia, będzie miało taką samą wielkość jak przyłożone obciążenie. Jeśli przyłożymy obciążenie jako L, a naprężenie liny jako T, możemy zapisać:

L = T

Po drugiej stronie liny osoba stara się podnieść przedmiot. W ten sposób, z powodu wysiłku, lina jest ponownie rozciągana i powstaje napięcie. Tutaj napięcie jest spowodowane wysiłkiem włożonym przez osobę; zatem oba mają tę samą wielkość, ale mają przeciwne kierunki.

Jeśli przedstawimy zastosowany wysiłek jako E, możemy napisać:

E = T

Zaletą mechaniczną stałego koła pasowego jest zatem:

∴ MA =1

A zatem, stałe koło pasowe nie daje żadnej przewagi mechanicznej. Zapewnia tylko lepszy kierunek podnoszenia przedmiotu całym swoim ciężarem. Oznacza to, że musisz zastosować wysiłek odpowiadający ciężarowi ładunku.

L = E

Ponieważ obciążenie i wysiłek są takie same, odległość przebyta przez oba będzie również taka sama. Tak więc, jeśli reprezentujemy odległość przebytą przez obciążenie jako L_d i odległości przebytej wysiłkiem jako Ed, wtedy możemy napisać:

L_d = E_d

Jeżeli przebycie obu odległości zajmuje tyle samo czasu, to stosunek prędkości wynosi:

∴ VR = 1

Zatem sprawność stałego koła pasowego:

∴ ???? = 100%

W ten sposób ładunek jest podnoszony do góry, tak samo jak wkładasz wysiłek w dół. 

Bloczek zastosowany w studni, maszt flagowy to przykłady stałego koła pasowego.

Ruchome koło pasowe:

Ruchomy bloczek odnosi się do systemu bloczków, w którym bloczek jest bezpośrednio przymocowany do ładunku. Jeden koniec liny o znikomej masie, która przechodzi przez rowkowaną krawędź tarczy lub koła, jest przymocowany do punktu stałego, a drugi koniec jest swobodny. 

Wolny koniec liny służy do przyłożenia wysiłku. Obciążenie jest utrzymywane na bloczku pomiędzy stałym końcem a wolnym końcem liny. Tak więc, z powodu obciążenia, po obu stronach liny wystąpi napięcie. Ponieważ obciążenie odpowiada za napięcie po obu stronach liny, możemy napisać:

T + T = L

∴L = 2T

Teraz zastosowany wysiłek powoduje również naprężenie liny. W ten sposób możemy napisać:

E = T

∴L = 2E

W ten sposób zastosowany wysiłek będzie stanowić połowę obciążenia.

Przewaga mechaniczna ruchomego koła pasowego wynika więc z:

∴ MA = 2

Pokazuje, że przy mniejszym wysiłku można podnieść większy ładunek. Tak więc to koło pasowe jest używane jako maszyna zwielokrotniająca siłę.

Teraz odległość przebyta przez wysiłek zostanie podwojona z odległości przebytej przez ładunek. Dzieje się tak dlatego, że poprzez przykładanie siły unosi się nie tylko ładunek, ale także lina ze stałym punktem. Zatem stosunek prędkości dla ruchomego koła pasowego wynosi:

VR = 2

Zatem sprawność ruchomego koła pasowego wynosi:

???? = 100%

Koło pasowe stosowane w nowoczesnej windzie, dźwigu budowlanym są przykłady ruchomego koła pasowego.

Sprawność 100% jest możliwa tylko w idealnych warunkach, ponieważ tarcie jest zawsze obecne w rzeczywistości.  W rezultacie w rzeczywistości MA jest zawsze < 1, a tym samym efektywność ???? jest również zawsze < 100%.

Co robi koło pasowe ruchome, czego nie robi koło pasowe stałe? 

Stałe i ruchome koło pasowe służy do podnoszenia ciężkich przedmiotów.

Stałe koło pasowe może tylko zapewnić lepszy kierunek podnoszenia przedmiotu. Ale ruchome koło pasowe pomaga podnieść przedmiot z o połowę mniejszym wysiłkiem niż ładunek. W ten sposób użycie ruchomego koła pasowego przy tym samym wysiłku obciążenia może zostać zmniejszone, ale nie może się to zdarzyć w przypadku stałego koła pasowego.

Przeczytaj także:

• Polaryzacja równoległa
• Konwekcja vs dyfuzja
• Amplituda
• Wzdłużne vs poprzeczne
• Przykłady półprzewodników
• Przekładnia vs koło pasowe
• Dlaczego stworzenia głębinowe często mają części bioluminescencyjne
• Jak znaleźć współczynnik tarcia statycznego
• Reflektory Newtona
• Punkt rosy i wysokość

Alpa P. Rajai.

Nazywam się Alpa Rajai. Ukończyłem studia magisterskie ze specjalizacji z fizyki. Jestem bardzo entuzjastycznie nastawiony do pisania o moim podejściu do nauki zaawansowanej. Zapewniam, że moje słowa i metody pomogą czytelnikom zrozumieć ich wątpliwości i rozjaśnić to, czego szukają. Oprócz fizyki jestem wyszkolonym tancerzem Kathak i czasami piszę swoje uczucia w formie poezji. Stale aktualizuję swoją wiedzę z fizyki i wszystko, co rozumiem, upraszczam i przekazuję prosto na temat, tak aby było jasne dla czytelników.