Kladky a kladky; Základné vedomosti z fyziky

Pevná rola¶

Kladka sa skladá z kotúča s drážkou po obvode pre uloženie lana. Valec sa dá otáčať okolo osi.

Ak je valec pripevnený tak, že sa nemôže otáčať, ale nemôže sa pohybovať, označuje sa to ako pevný valec alebo kladka.

vedomosti

Zdvíhanie závažia pomocou pevného valca. Smer ťahovej sily je možné podľa želania meniť, veľkosť ťahovej sily sa nemení.

Fixná rola mení smer sily, ale nie jej veľkosť. [1] Takto sa „neušetrí“ žiadna sila, ale napríklad pri zdvíhaní bremena sa ako ťažná sila môže použiť vaša vlastná váha. Ďalšou výhodou pevného kolieska je, že pri zdvíhaní bremena nemusíte nevyhnutne stáť v smere ťahu (nad bremenom), ale môžete zaujať priaznivejšiu polohu.

Voľná ​​rola¶

Pomocou „uvoľnenej“ kladky zavesenej v lanovej slučke nie je možné zmeniť smer - ako pri pevnej kladke -, ale je možné zmeniť veľkosť vynaloženej sily. Za týmto účelom je jeden koniec lana pripevnený k ľubovoľnému bodu nad bremenom.

Zdvíhanie závažia pomocou uvoľneného valčeka. Množstvo ťažnej sily je polovičné, smer ťažnej sily zostáva rovnaký.

Ak je možné váhu valca zanedbať v porovnaní s hmotnosťou bremena, ktoré sa má zdvihnúť, veľkosť potrebnej ťahovej sily sa uvoľneným valcom zníži na polovicu.

Kladkový systém¶

Voľná ​​rola ako zariadenie na úsporu energie sa zvyčajne používa v kombinácii s pevnou rolou, aby sa zmenil smer pôsobiacej sily. Kombinácia (najmenej) dvoch voľných a pevných kladiek sa nazýva kladkový blok.

Kladkostroj s dvoma nosnými kusmi lana. Veľkosť ťažnej sily je znížená na polovicu a zmenil sa jej smer.

Potrebná ťahová sila na kladkový systém vyplýva z počtu kusov lana, na ktoré sa rozloží bremeno, ktoré sa má zdvihnúť. Akýkoľvek kus lana vedený medzi pevnou kladkou (alebo stenovým hákom) a voľnou kladkou sa považuje za nosný kus lana. [2] Nasledujúce výsledky zníženia sily pre nosné lanové profily:

(1) ¶

Zodpovedajúcim spôsobom však musí byť ťažné lano napnuté o dĺžku v porovnaní s výškou zdvihu:

Kladkostroj so štyrmi nosnými kusmi lana. Veľkosť ťahovej sily zodpovedá štvrtine hmotnosti.

Geometrické usporiadanie valčekov (jeden nad druhým alebo jeden za druhým) je pre činnosť kladkového systému irelevantné.

[1]S pevným valčekom je trecia sila zvyčajne veľmi nízka. V základných výpočtoch sa preto väčšinou zanedbáva.
[2]Ak ťahová sila pôsobí na voľnom konci lana smerom dole, nesmie sa tento kus lana počítať, pretože je totožný s posledným „nosným“ lanom (posledná pevná kladka spôsobí, že sa ťahová sila vychýli iba smerom nadol).

Pre túto časť existujú experimenty a cvičenia .