W naszym codziennym życiu polegamy na maszynach, które wykonują za nas pracę. Jedną z tych prostych maszyn jest stałe koło pasowe. W tym poście przyjrzymy się, w jaki sposób stałe koło pasowe ułatwia pracę. Czytajmy dalej!!
Stałe koło pasowe służy do podnoszenia dużych przedmiotów. Nieruchome koła pasowe ułatwiają podnoszenie przedmiotów z tym samym wysiłkiem, ale w wygodniejszym lub poprawniejszym kierunku.
Zanim zobaczymy, jak działa stałe koło pasowe ułatw sobie pracę, najpierw zobaczmy, czym jest stałe koło pasowe.
Koło pasowe stałe:
Krążek stały to jeden z najprostszych rodzajów krążka. To po prostu metalowy lub drewniany krążek, którego brzeg jest ryflowany. Wokół tej wypielęgnowanej obręczy wykonuje się sznur lub sznurek do przeciągnięcia. Tarcza z rowkowanym obrzeżem obraca się wokół osi, która jest nieruchoma, przechodząc przez jej środek. Zatem, koło pasowe stałe to takie, w którym oś obrotu, na której obraca się koło pasowe, nie zmienia się.
Być może widziałeś, jak podnoszono flagę. Krążki stałe są używane w masztach flagowych do podnoszenia flag. Krążek jest nieruchomy, ale flagę można po prostu podnieść, pociągając za jeden koniec liny.
Jak stałe koło pasowe ułatwia pracę: Praca, MA, VR i Wydajność
➤ Praca koła pasowego stałego:
Ładunek jest przymocowany do stałego bloczka za pomocą sznurka lub liny. Ciężki przedmiot, który zamierzamy podnieść za pomocą koła pasowego, nazywany jest ładunkiem. Teraz, gdy lina lub sznurek są naciągane lub ściskane, napięcie jest tworzony w tej linie.
Gdy zawiesisz przedmiot na linie, lina się rozciągnie, powodując naprężenie liny. Przykładasz siłę skierowaną w dół, zawieszając przedmiot. W rezultacie siła naciągu zostanie rozwinięta w przeciwnym kierunku, aby przeciwdziałać ciężarowi przedmiotu. Nałożone obciążenie będzie miało taką samą wielkość jak siła naciągu wytworzona w linie. Jednakże siła naprężenia a ładunek będzie w przeciwnych kierunkach. Zatem,
Obciążenie nałożone = wytworzone napięcie w strunie
Jeśli użyjemy liter L i T do przedstawienia obciążenia i napięcia wytworzonego w strunie, możemy napisać:
∴ L = T …..(１)
Spójrzmy teraz na przeciwną stronę liny.
Ciągniesz linę po przeciwnej stronie, próbując podnieść przedmiot. Lina jest ciągnięta w dół poprzez zastosowanie sił skierowanych w dół. Ciągnąc za linę, zasadniczo ją rozciągasz. W rezultacie również po tej stronie powstaje napięcie. Naprężenie wytworzone w linie będzie proporcjonalne do włożonego wysiłku.
Zastosowany wysiłek = Wytworzone napięcie w strunie
Jeśli używamy litery E do oznaczenia wysiłku, możemy napisać:
∴ mi = T …..(２)
Z równań (1) i (2) możemy wywnioskować:
∴ L = E …..(3)
Zgodnie z powyższym równaniem, w idealnym przypadku pojedynczego stałego koła pasowego, siła potrzebna do podniesienia ciężaru jest równa obciążeniu. Oznacza to, że zastosowany wysiłek nie jest obniżony przy użyciu stałego koła pasowego. Zapewnia lepszy kąt i kierunek ciągnięcia, aby podnosić ciężkie przedmioty z taką samą siłą przy całym ciężarze.
Jeśli wejdziemy dalej w głąb, to możemy stwierdzić, że gdy przykładamy siłę E do liny, przesuwa się ona na odległość d w dół, a następnie obciążenie L przesuwa się na odległość d w górę.
➤ Zaleta mechaniczna stałego koła pasowego:
Mechaniczną zaletą każdej maszyny jest pomiar wzmocnienia siły, które maszyna osiąga. Innymi słowy, pokazuje, jak bardzo dane wyjściowe są wzmacniane, gdy dane wejściowe są wprowadzane do maszyny. Ruch przedmiotu w górę jest wyjściem, podczas gdy wysiłek, jaki wkładasz, ciągnąc linę, jest wkładem.
Matematycznie zaletą mechaniczną jest stosunek siły wyjściowej do siły wejściowej. Tak więc w przypadku stałego koła pasowego zaletą mechaniczną jest:
Ale ponieważ L = E,
∴ MA = 1
W wyniku tego równania możemy stwierdzić, że w przypadku koła stałego nie ma wzmocnienia mechanicznego. Jest to zatem dostawca kierunku, a nie mnożnik siły.
➤ Stosunek prędkości koła stałego:
Jak sama nazwa wskazuje, stosunek prędkości to stosunek prędkości wejściowej do prędkości wyjściowej w jednostce czasu. Stosunek prędkości można przedstawić jako odległość przebytą przez wysiłek podzieloną przez odległość przebytą przez przyłożone obciążenie, ponieważ czas jest stały. Ponieważ jest to stosunek odległości, jest to wielkość niemianowana.
Jeżeli odległość przebyta przez obciążenie L to Ld, odległość przebyta przez wysiłek E to Ed, a czas spędzony przez oba to T, możemy napisać:
Jednak przy stałym kole pasowym odległość przebyta przez obciążenie L w kierunku do góry jest taka sama, jak odległość przebyta przez siłę E w kierunku w dół. Zatem dla stałego koła pasowego Ed = Ld możemy napisać:
∴ VR = 1
➤ Sprawność koła pasowego stałego:
Jeżeli ładunek podnoszony przez maszynę wynosi L, a Ld jest drogą przebytą przez ładunek L, to praca wykonana na ładunku przez maszynę jest pracą wyjściową, którą można wyrazić jako:
Praca wykonana na Obciążeniu = L x Ld
Jeśli wysiłek, który maszyna przykłada to E, a Ed jest odległością przebytą przez przyłożony wysiłek E, to praca wykonana przez wysiłek na maszynie jest pracą wejściową, którą można wyrazić jako:
Praca wykonana przez Wysiłek = E x Ed
Praca wykonana przy obciążeniu L (praca wyjściowa) podzielona przez pracę wykonaną przez wysiłek E jest wydajnością stałego koła pasowego (praca wejściowa).
Zatem dla stałego koła pasowego sprawność wynosi:
∴ ???? = 100%
Uzyskujemy sprawność 100%, ponieważ założyliśmy stały krążek bez tarcia i znikomą masę liny. Ale w rzeczywistości nie można uniknąć tarcia między liną a rowkowaną krawędzią tarczy.
W wyniku tarcia E > L, czyli MA = 1, ale w rzeczywistości VR = 1. Zatem wydajność???? < 100%.
Mamy nadzieję, że w tym poście odpowiednio udzieliliśmy odpowiedzi na Twoje pytanie, w jaki sposób? stałe koło pasowe sprawia, że praca łatwiejsze.
Przeczytaj także:
- Jak działają mikrofony
- Praca wykonana przez tarcie na pochyłości
- Jak działają głośniki
- Jak działa elektromagnetyzm
- Jak działa wiertarka udarowa
- Jak działają okulary 3D, aby zapewnić wrażenie głębi w filmach
- Jak działają mikroskopy złożone
- Praca wykonana przez tarcie
- Jak działa moment obrotowy
- Jak działa koło pasowe, prosta maszyna
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.
