如果你曾经看过起重机的末端,或者如果你曾经使用过发动机起重机或起重机,或者如果你曾经看过帆船上的索具,那么你就会看到一个滑轮和滑车在工作。滑轮组是一种由绳子和滑轮组成的装置,它可以让你用力量交换距离。在本版东西是如何工作的我们将看看滑轮和滑车是如何工作的,并检查其他几个力倍增装置!
了解Block and Tackle
想象一下,你有一个100磅(45.4公斤)的重物悬在绳子上,如图所示。
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在这个图中,如果你要把重物悬浮在空中,那么你要对绳子施加一个向上的100磅的力。如果绳子长100英尺(30.5米),你想把重物举起100英尺,你必须拉100英尺的绳子。这是简单而明显的。
现在想象一下,你在混合物中加入一个滑轮。
这会改变什么吗?不是真的。唯一改变的是你用来举起重物的力的方向。你仍然需要施加100磅的力来保持重物悬浮,你仍然需要卷上100英尺的绳子来把重物举起100英尺。
添加第二个滑轮后的布置如下图所示:
这种安排确实在很大程度上改变了事情。你可以看到,重物现在是由两个滑轮而不是一个滑轮悬浮的。这意味着重量在两个滑轮之间平均分配,所以每个滑轮只能承受一半的重量,即50磅(22.7公斤)。这意味着,如果你想让重物悬浮在空中,你只需要施加50磅的力(天花板对绳子的另一端施加另外50磅的力)。如果你想把重物举高100英尺,那么你必须卷两倍的绳子0- 200英尺的绳子必须被拉进去。这说明了力量与距离之间的权衡。绳子的力被切断了一半,但必须拉的距离增加了一倍。
下面的图表增加了第三和第四滑轮的安排:
在这张图中,滑轮附着在重物上,实际上是由在同一轴上的两个单独的滑轮组成,如图所示。这种安排将力量减半,距离加倍。要把重物保持在空中,你只需要施加25磅的力,但要把重物举到100英尺高的地方,你现在必须卷上400英尺的绳子。
一个滑轮组可以包含任意多的滑轮,尽管在某一点上,滑轮轴上的摩擦力开始成为一个重要的阻力源。
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