Un bloc-et-attaquer palan ou poulie système utilise des poulies dans des groupes appelés blocs. «Tackle» fait référence à la ligne qui se déplace à travers les poulies. La combinaison de plusieurs poulies en un seul bloc peut sembler redondant au premier abord, mais il offre un effet de levier important, ou un avantage mécanique, tout comme un levier et point d'appui réduit la force nécessaire pour déplacer une charge. Bloc-et-attaquer les systèmes sont communs dans l'utilisation nautique, qui était, historiquement, probablement sa première utilisation.
Influence
Avoir tant de poulies ensemble dans un bloc fournit effectivement un effet de levier supplémentaire. Supposons que l'extracteur de la ligne tire 10 pieds de corde, mais la charge augmente seulement deux pieds. L'avantage mécanique était de 5 à 1, et l'extracteur dû tirer avec une force de seulement un cinquième du poids de la charge, bien que sur une plus grande distance.
Ceci est analogue à un point d'appui placé de telle sorte que l'extrémité du levier de charge est seulement une unité de temps, tandis que l'extrémité de poussée est de cinq unités de long, à nouveau obtenir un avantage mécanique de 5 à 1.
L'avantage vient de la loi de conservation de l'énergie, depuis l'époque de force la distance appliquée est égale à travail (énergie) effectué. temps de faible force grande distance d'application est le même que force élevée (charge) fois courte distance.
Une Inefficace Poulie Exemple
Les lignes verticales sont le plus souhaitable, de sorte qu'aucune force latérale est introduite pour augmenter la tension. Par exemple, dans le diagramme, les lignes obliques doivent non seulement maintenir la charge, mais aussi combattre la force latérale de chaque produit contre l'autre. Pour les deux longueurs diagonales dans le diagramme, leur tension est utilisée seulement de manière oblique pour lutter contre la direction verticale de la pesanteur sur la charge. Ceci est un avantage important de maintenir les poulies en un seul bloc.
Pour mettre des chiffres à elle, imaginez la charge dans le diagramme pèse 100 Newtons. Si les lignes sont toutes verticales, l'avantage mécanique du système de poulie serait de 4 à 1, parce que quatre lignes auraient chacun besoin de raccourcir une unité de la charge à soulever une unité. En d'autres termes, l'extracteur aurait à tirer sur la corde quatre unités. Ensuite, chaque ligne se retirerait jusqu'à 25 Newtons. Mais avec l'introduction de la force latérale, la tension est de plus de 25 Newtons sur chaque ligne, et l'extracteur doit tirer avec plus de 25 Newtons juste pour maintenir la charge sur le sol.
Un exemple d'Archimède
Archimède est soupçonné d'avoir inventé le système bloc-and-attaquer. Il se vantait de savoir comment tirer un bateau dans l'eau en utilisant seulement son propre pouvoir. Quand le roi Kieron entendu parler de cela, il a contesté Archimède de faire bien sur l'orgueil. Archimède puis gréé en place un système de bloc et de poulie, et tira un navire de guerre entière, pleine d'hommes et de marchandises, à travers l'eau avec son propre pouvoir.
différentiel Poulie
Un autre exemple d'un palan est une poulie différentielle, qui est souvent vu dans les garages de réparation automobile avec une partie de la boucle fermée gauche ballants. Une poulie différentielle diffère d'un bloc régulier et attaquer en ce qu'une roue du bloc est un peu plus petit que l'autre; En outre, les poulies dans le bloc sont fixés les uns aux autres. L'attirail est une chaîne en boucle fermée, en passant par les trois poulies. Si les poulies dans le bloc ont la même taille, la charge ne pouvait être levée à tous: Une rotation des poulies de blocs laisserait la même longueur l'autre poulie prendrait. Mais depuis une poulie est plus petite, la charge peut être levée. Depuis tant longueur de chaîne doit être tirée pour un petit ascenseur de charge, l'avantage mécanique est énorme. En dépit de la possibilité de le soulever, la charge de traction sur les deux côtés du bloc maintient les blocs de poulies de déroulage, étant donné que les poulies grands et plus petits sont connectés. La partie de traction de la chaîne peut donc pendre alors que la charge est hors du sol.
Avantage mécanique
Pour calculer l'avantage mécanique d'une poulie différentielle, demander à quelle distance se fait prendre dans un tour des poulies de bloc. Supposons que la plus grande poulie dans le bloc a un rayon R et le plus petit a un rayon r. Puis, en un tour de la poulie, la petite poulie sortira 2πr longueur de la chaîne. La poulie plus grande, qui est relié à la plus petite poulie, aura pris une longueur 2πR de la chaîne. Donc, il y a 2π (Rr) moins la chaîne sur laquelle la charge oscille. En raison de doubler, la charge a été levée la moitié de cette distance, ou π (Rr). Pendant ce temps, la longueur de la chaîne du lifter tiré pour provoquer la moufle pour tourner une rotation est 2πR. Donc, l'avantage mécanique est la distance tirée divisée par la distance levé = 2πR / [π (Rr)] = 2R / (Rr). R est le plus proche de R est grande, plus l'avantage mécanique.