Het is in legendes geschreven dat een enkele man een heel oorlogsschip vol soldaten heeft verplaatst door een systeem van katrollen te gebruiken. Door de geschiedenis heen hebben katrollen en hefbomen het licht gemaakt om dingen op te tillen en te verplaatsen. Veel moderne machines en gereedschappen blijven de principes van deze eenvoudige machines gebruiken. Gigantische kranen tillen duizenden tonnen op volgens de principes van katrollen, terwijl eenvoudige gereedschappen zoals kruiwagens en breekijzers de principes van de hendel gebruiken. Hefbomen en katrollen bieden voordelen voor hun gebruikers.

Mechanisch

Mechanisch voordeel beschrijft de mate waarin een eenvoudige machine de kracht die erop wordt uitgeoefend, vermenigvuldigt. Hefbomen en katrollen geven hun gebruikers een mechanisch voordeel. Mensen kunnen de hoeveelheid inspanning verminderen die nodig is om dingen op te tillen en te verplaatsen met behulp van hendels en katrollen. Het mechanische voordeel wordt uitgedrukt in cijfers, waarbij één voordeel geen ander voordeel oplevert dan het veranderen van de richting waarin de last beweegt. Een mechanisch voordeel van twee betekent dat de machine de inspanning van de persoon verdubbelt. U kunt het mechanisch voordeel verhogen in veelvouden van twee. U kunt het mechanische voordeel dat hendels en poelies bieden, wijzigen door de configuratie te wijzigen.

Katrollen hebben wielen met groeven en touwen of kabels die in de groeven passen. Katrollen zijn vast of verplaatsbaar en een enkele of meerdere. Verplaatsbare en meerdere katrollen hebben een mechanisch voordeel van twee of meer, afhankelijk van het aantal katrollen dat u gebruikt.

Hendels bieden een mechanisch voordeel door de plaatsing van de belasting ten opzichte van de locaties van het draaipunt en de inspanning. U drukt het mechanische voordeel van hendels uit door de verhouding van de lengte van de hendel aan de inspanningskant van het steunpunt te bepalen in vergelijking met de lengte aan de belastingzijde.

Ideaal mechanisch voordeel

Ingenieurs en natuurkundigen gebruiken formules om het ideale mechanische voordeel van een katrol of hefboom te berekenen. De resultaten van hun berekeningen zijn alleen theoretisch omdat ze geen rekening houden met de werkelijke omstandigheden zoals temperatuur en vochtigheid en hoe die variabelen het mechanische voordeel beïnvloeden.

Werkelijk mechanisch voordeel

U kan formules gebruiken om het daadwerkelijke mechanische voordeel van een katrol- of hefboomconfiguratie uit te drukken. Deze formules houden rekening met variabelen zoals energie verloren door wrijving.

Directional

Vaste katrollen geven de gebruiker geen mechanisch voordeel, maar ze geven de gebruiker wel de mogelijkheid om de belasting te verplaatsen een richting die verschilt van de richting waarin de kracht wordt uitgeoefend. Een persoon kan deze opstelling gebruiken om een ​​belasting te heffen die gelijk is aan hun sterkte van de grond tot het tweede verhaal van een gebouw terwijl het op de grond blijft.

Wanneer een hendel wordt gebruikt, is de belasting dichter bij het draaipunt, hoe minder moeite het kost om de lading te verplaatsen. De lading beweegt echter niet erg ver in de gewenste richting. Als u de last verder wilt verplaatsen, moet u het steunpunt verder van de lading verwijderen. Dit vereist meer inspanning om de belasting te verplaatsen.