Úlohy a kladky v učebných pomôckach pre študentov lexiky

Valce sú zariadenia na premenu sily. Často sú zvyknutí, na. B. v žeriavoch alebo napínacích zariadeniach pre trolejové drôty na zníženie smeru alebo veľkosti použitej sily. Rozlišuje sa medzi pevnými a voľnými úlohami. Kombinácia niekoľkých pevných a voľných valčekov sa nazýva kladkový blok.
S valčekmi sa neušetrí žiadna mechanická práca, iba sa vychýli alebo zníži iba potrebná sila na pohyb alebo zdvíhanie predmetu, čím sa v druhom prípade dráha príslušne zvýši.

Vypočítajte kladku

#Mechanické sily # Prevodník síl # Zlaté pravidlo mechaniky

Napínacie zariadenie pre trolejové drôty s valčekmi

Pevné a voľné roly

S pevné Úlohou (obrázok 2) sa mení iba smer tejto sily. Preto sa hovorí aj o kladkách. Požadovaná ťažná sila je rovnako veľká ako sila od bremena. Vlaková a nákladná cesta sú tiež rovnaké. Pre pevnú úlohu v rovnováhe, zanedbanie trenia:

F Z = F L s Z = s L F sila s vzdialenosť

Pevná rola: sila je iba odklonená.

S voľná rola (Obr. 3) sa zníži veľkosť vyvíjanej sily. Sila z bremena sa rozloží na dve laná. Vlaková trasa je naopak zdvojnásobená. Pre uvoľnenú kladku v rovnováhe bez zanedbania trenia a váhových síl kladky a lana:

F Z = 1 2 F L s Z = 2 s L F sila s vzdialenosť

Voľný kotúč: Požadovaná sila je menšia ako pri pevnom kotúči.

Často sa používa kombinácia voľnej a pevnej rolky (obr. 4). Voľná rola znižuje množstvo sily, ktorá musí byť použitá. Smer pôsobiacej sily je možné meniť pomocou pevného valca.

Mechanické práce na valcoch

Zlaté pravidlo mechaniky platí pre valce ako pre všetky zariadenia na premenu sily:

To, čo ušetríte na sile, musíte pridať na ceste.

Ak je trenie zanedbané, platí nasledujúce: Mechanická práca na valci je rovnaká.

F Z ⋅ s Z = F L ⋅ s L F Z, F L pôsobiace sily s Z, s L prekonané vzdialenosti

V praxi však dochádza k neustálemu treniu. Ďalej je potrebné brať do úvahy hmotnosť kladiek a lán. Skutočná práca, ktorá sa má vynaložiť, je preto vždy väčšia ako práca použiteľná.

Kombinácia pevnej a voľnej role

Druhy kladiek a sily na ne
Existujú rôzne typy kladkostrojov. Kladkostroje sa často skladajú z jednotlivých valčekov, z ktorých niektoré fungujú ako pevné valce a čiastočne ako voľné valčeky. Tieto roly môžu byť usporiadané rôzne. Obrázok 4 zobrazuje dva kladkové bloky so štyrmi valcami, každý v inom usporiadaní.
Ťažná sila potrebná na zdvihnutie bremena závisí od počtu nosných lán. Vo všeobecnosti platí pre takýto systém kladiek v rovnováhe:

F Z = 1 n F L s Z = n L s L F Z požadovaná ťahová sila n počet nosných lán F L sila v dôsledku zaťaženia s Z ťahová dráha s L dráha zaťaženia

Je z. B. Rovnako ako v prípade dvoch kladkových blokov znázornených na obrázku 5, počet nosných lán je štyri, potom je ťažná sila štvrtinou hmotnosti bremena. Cesta na ťahanie je naopak štvornásobne dlhšia ako cesta, po ktorej ide náklad. Ak chcete ďalej znížiť ťahovú silu, musíte zvýšiť počet nosných lán zvýšením počtu kladiek.

Kladkostroje so štyrmi valčekmi, každý v inom usporiadaní

Ďalším typom kladkostroja sú diferenciálne kladkostroje (obr. 6). Pri nich leží cez dva valce nekonečná reťaz tak, že nemôže kĺzať v drážkach valcov. Horné, pevne spojené valčeky majú rôzne polomery. V prípade diferenciálneho kladkového bloku možno podmienky rovnováhy určiť uplatnením vety o krútiacom momente. V rovnováhe sa súčet krútiacich momentov proti smeru hodinových ručičiek rovná súčtu krútiacich momentov v smere hodinových ručičiek. Pre takýto systém remenice v rovnováhe platí toto:

F Z = 1 2 F L ⋅ R - r R

To znamená: požadovaná ťahová sila je menšia, tým väčší je rozdiel medzi polomermi R a r horného dvojitého valca. Rovnako ako u valčekov, aj pri mechanickej práci platí zlaté pravidlo mechaniky. Všetky uvedené rovnice platia za podmienky, že trenie je zanedbateľné a že sa neberú do úvahy váhové sily kladiek a lán.