Een blok en takelpoelie is een machine die de hoeveelheid kracht die nodig is om een ​​voorwerp zoals een zware kist te verplaatsen of op te heffen, aanzienlijk vermindert. Een standaard katrol bestaat uit een enkel wiel op een as met een touw dat er overheen loopt. Op zichzelf kan een katrol alleen de richting van een op een object uitgeoefende kracht veranderen. Een systeem van katrollen die samenwerken, kan een blok vormen en aanpakken, waarbij kracht wordt vermenigvuldigd en de richting van de kracht wordt gewijzigd, wat betekent dat er minder kracht nodig is om een ​​object te verplaatsen. De mate waarin het blok en de tackle Multiplies dwingen, is het mechanische voordeel.

Functie

Blok en tackles worden vaak gebruikt in gebieden waar zware machines niet beschikbaar zijn en de menselijke kracht moet worden vervangen. In de oudheid werden blokken en tackles gebruikt in bouwprojecten om zware lasten te verplaatsen. In het moderne tijdperk worden ze vaak gebruikt op boten waar het onpraktisch zou zijn om een ​​kraan of ander zwaar hijswerktuig te hebben.

Heffen met een katrol

Als we probeerden een 200 te hijsen lb. krat vanaf de vloer in de spanten van een gebouw, we zouden het kunnen doen door een eenvoudige katrol te gebruiken. We zouden een katrol in de spanten plaatsen en er een touw doorheen steken, een uiteinde van het touw aan de kist vastmaken. Door aan het andere uiteinde van het touw (het trekgedeelte) te trekken, konden we de kist in de spanten optillen. In dit systeem trekken we elke keer aan het touw één voet met 200 lbs. van kracht, we tillen de kist een voet op. Hijsen met iets minder dan 200 lbs. van kracht zal onze kist van 200 pond niet verplaatsen.

Heffen met een blok en tackle

Als we, in plaats van het touw rechtstreeks op de kist te bevestigen, het door een nieuwe katrol hebben geleid, bevestigd aan het krat en dan het uiteinde van het touw aan de spanten bevestigde, we zouden een blok en een tackle hebben. Nu, telkens als we aan het vrije uiteinde van het touw trokken, moest het touw twee keer tussen de spanten en de kist rijden. We zouden twee voeten aan het touw moeten trekken om de kist een enkele voet op te tillen. We zouden echter alleen met 100 lbs moeten trekken. van kracht.

Mechanisch voordeel

Deze ongelijkheid tussen de hoeveelheid kracht die nodig is om een ​​object te verplaatsen en het gewicht van het object is het mechanische voordeel van het blok en de tackle. Dit is hetzelfde als het verschil tussen hoeveel touw we trekken in vergelijking met de afstand die het object beweegt. Om het mechanische voordeel te berekenen, kunnen we ofwel het gewicht van het op te heffen object delen door de kracht die nodig is om het op te tillen, ofwel kunnen we de hoeveelheid touw die we moeten trekken verdelen over de afstand die het object beweegt. Om het mechanische voordeel van onze machine bij de eerste methode te vinden, zouden we het gewicht van de kist, 200 lbs., Verdelen door de hoeveelheid kracht die nodig is om hem op te tillen, 100 lbs., Wat ons een mechanisch voordeel van twee oplevert. Het delen van hoeveel touw we per keer halen, 2 voet, bij de afstand die het krat opkomt, één voet, geeft ons hetzelfde antwoord. Als vuistregel komt het aantal stukken touw tussen de twee poelies in een blok en takel overeen met het mechanische voordeel van de machine. In onze machine gaat het touw van de bovenste katrol naar de onderste katrol en terug naar de spanten: twee lengten touw geven ons ons mechanisch voordeel van twee.

Force en Work

Hoewel een blok en tackle vermindert de hoeveelheid kracht die nodig is om een ​​object te verplaatsen, het verandert niets aan de hoeveelheid werk. Met een blok en een tackle met een mechanisch voordeel van vier kunt u bijvoorbeeld een voorwerp van 4 lb met slechts 1 lb. kracht heffen. Het vereist echter ook dat je 4 meter touw trekt om het voorwerp met één voet op te tillen.

Wrijving

Wanneer een object tegen een ander voorwerp in beweegt, gaat een deel van de energie van het bewegende voorwerp verloren aan wrijving . In een blok en aan te pakken, zal enige wrijving in de katrollen het mechanische voordeel van de machine verminderen. Om wrijving op te nemen in een berekening van het mechanische voordeel van een blok en een tackle, verdeel het gewicht van het object dat wordt opgetild, met het gewicht dat nodig is om het te hijsen.