תוֹכֶן
גלגלת חסימת ומגע היא מכונה שמפחיתה מאוד את כמות הכוח הדרושה להנעה או הרמה של חפץ כמו ארגז כבד. גלגלת סטנדרטית מורכבת מגלגל בודד על ציר עם חבל שמתרומם מעליו. מעצמו גלגלת יכולה לשנות רק את כיוון הכוח המופעל על חפץ. מערכת גלגלות שפועלת יחד יכולה ליצור בלוק ולטפל, שמכפיל את הכוח בנוסף לשינוי כיוון הכוחות, כלומר פחות כוח נדרש להזיז חפץ. התואר בו החסימה והתמודדות מכפילים את הכוח הוא היתרון המכני שלו.
פונקציה
לעתים קרובות משתמשים בלוק ובתקלות באזורים שבהם אין מכונות כבדות ואפשר להחליף כוח אנושי במקום. בעת העתיקה נעשה שימוש בלוקים ובתקלות בפרויקטים של בנייה כדי להזיז עומסים כבדים. בעידן המודרני משתמשים בהם לעתים קרובות על סירות בהן לא יהיה מעשי להחזיק מנוף או מכונות הרמה כבדות אחרות.
הרמה עם גלגלת
אם היינו מנסים להרים ארגז 200 £ מהרצפה לקורות הבניין, היינו יכולים לעשות זאת באמצעות גלגלת פשוטה. היינו מכניסים גלגלת אחת לקורות הקורות ומעבירים חבל דרכה, ומחברים קצה אחד של החבל לארגז. על ידי משיכת הקצה השני של החבל (החלק המוביל), נוכל להרים את הארגז אל הקורות. במערכת זו, בכל פעם שאנחנו מושכים את החבל רגל אחת עם 200 קילוגרמים. של כוח, אנו מרימים את הארגז רגל אחת. הרמה עם כל דבר פחות מ- 200 £. כוח לא יעביר את הארגז שלנו 200 £.
הרמה בעזרת חסימת והתמודדות
אם במקום לחבר את החבל ישירות לארגז, היינו מעבירים אותו דרך גלגלת חדשה המחוברת לארגז ואז מחברים את קצה החבל לקורות הקורות, יהיה לנו חסימה וטיפול. עכשיו, בכל פעם שנמשוך את הקצה החופשי של החבל, החבל יצטרך לנסוע בין הקורות לארגז פעמיים. נצטרך למשוך שתי רגליים על החבל כדי להרים את הארגז רגל אחת. עם זאת, נצטרך רק למשוך עם £ 100. של כוח.
יתרון מכני
הפער הזה בין כמות הכוח הנדרשת להנעת חפץ ומשקל העצם הוא היתרון המכני של החסימה והמתמודד. זה זהה לפער בין כמה חבל שאנחנו מושכים בהשוואה למרחק שהאובייקט זז. כדי לחשב את היתרון המכני, אנו יכולים לחלק את משקל האובייקט המורם על ידי הכוח הנדרש כדי להרים אותו או שנוכל לחלק את כמות החבל שעלינו למשוך למרחק שהאובייקט נע. כדי למצוא את היתרון המכני של המכונה שלנו בשיטה הראשונה היינו מחלקים את משקל הארגזים, 200 קילוגרמים, בכמות הכוח הנדרשת בכדי להרים אותה, 100 קילוגרמים, נותנים לנו יתרון מכני של שניים. חלוקת כמה חבל אנו גוררים בכל פעם, מטר וחצי, לפי המרחק שהארגז עולה, רגל אחת, נותן לנו את אותה תשובה. ככלל אצבע, מספר אורכי החבל בין שתי הגלגלות בגוש ומתמודד תואם את היתרון המכני של המכונה. במכונה שלנו החבל עובר מהגלגלת העליונה לגלגלת התחתונה ובחזרה אל הקורות: שני אורכי חבל נותנים לנו את היתרון המכני שלנו מבין שניים.
כוח ועבודה
למרות שחסימה והתמודדות מורידה את כמות הכוח הדרושה להנעת חפץ, זה לא משנה את כמות העבודה. לדוגמה, חסימת התמודדות עם יתרון מכני של ארבעה תאפשר לך להרים חפץ בגודל 4 קילוגרמים עם כוח של 1 קילוגרם בלבד. עם זאת זה גם יחייב אותך למשוך 4 רגל של חבל כדי להרים את האובייקט רגל אחת.
חיכוך
כאשר אובייקט כלשהו נע נגד אובייקט אחר, חלק מאנרגיית העצמים הנעים אבד לחיכוך. בבלוק ולטפל, חיכוך כלשהו בגלגלות יביא להפחתת היתרון המכני של המכונה. כדי לכלול חיכוך בחישוב היתרון המכני של גוש ומתמודד, חלק את משקל העצם המונף לפי המשקל הנדרש להעלמתו.