如果你曾经观察过起重机的末端,或者如果你曾经使用过发动机起重机或牵引装置,或者如果你曾经观察过帆船上的索具,那么你就看到了工作中的滑车和滑车。滑车是由绳索和滑轮组合而成的,它可以让你用力量交换距离。在本期的18新利最新登入工作原理我们将看看如何块和解决工作,也检18新利最新登入查几个其他力量倍增设备!
理解滑车
假设你有一个100磅(45.4千克)的重物悬挂在一根绳子上,如图所示。18新利最新登入
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在这个图中,如果你要把重物悬浮在空中,那么你必须对绳子施加一个向上的100磅的力。如果绳子长100英尺(30.5米),你想把重物举起100英尺,你就必须拉100英尺的绳子。这是简单而明显的。
现在想象一下,你在混合物中加入一个滑轮。
这能改变什么吗?不是真的。唯一改变的是你举起重物时所施加的力的方向。你仍然需要施加100磅的力来保持重物悬浮,你仍然需要卷起100英尺长的绳子来将重物举起100英尺。
下图为增加第二个滑轮后的布置:18新利最新登入
这种安排实际上在很大程度上改变了事情。你可以看到重物现在由两个滑轮悬挂而不是一个。这意味着重量平均分配在两个滑轮之间,所以每个滑轮只能承受一半的重量,即50磅(22.7公斤)。这意味着如果你想让重物悬浮在空中,你只需要施加50磅的力(天花板对绳子的另一端施加了另外50磅的力)。如果你想把重物举得更高100英尺,那么你必须卷起两倍的绳子,0- 200英尺的绳子必须被拉进去。这证明了一个力-距离的权衡。力减少了一半,但绳子必须拉的距离却增加了一倍。
下面的图增加了第三和第四个滑轮的安排:
在这张图中,连接在重物上的滑轮实际上由同一轴上的两个独立滑轮组成,如图右所示。18新利最新登入这样的安排将力减少了一半,距离又增加了一倍。要把重物举在空中,你只需要施加25磅的力,但要把重物举到100英尺高的地方,你必须卷起400英尺的绳子。
滑车可以包含任意数量的滑轮,尽管在某些情况下,滑轮轴上的摩擦力开始成为阻力的重要来源。
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