Představte si stavbu mrakodrapu. Nebo dokonce jen dvoupatrový dům. K dosažení vrcholu je potřeba obrovské množství těžkých kamenů a betonu. Není zde elektrický kohoutek. co dělat?
V minulosti byl odpovědí blokový systém. Nebyla krásná. Bylo to vyčerpávající. Ale pracovala. Většině lidí tento bod uniká. Moderní autojeřáby využívají stále stejný princip. Nezměnila se celá staletí.
Slovo “blok” pochází z německého slova “Flaschenzug”. Když to uvidíte, možná vás napadne skleněná láhev. To je špatně. V tomto případě je „lahev“ (flasche) jednoduše tělem jednoho nebo více kol nebo válečků. Omotejte kolem nich provaz. To je vše. Jednoduché geometrické tvary ulehčí práci.
Vysvětlení jednoduchého bloku
Podívejme se na základní nastavení. Představte si, že máte dvě kola.
Jedno kolo je připevněno k nosníku nahoře. Nehýbe se. Druhé kolo je volné. Visí to dolů. Připojte těžký předmět, jako je kámen, trám nebo osoba, na jeho volné spodní kolo.
Nyní vezměte lano. Přivažte jeden konec k pevnému hornímu kolu. Stáhněte lano dolů pod volnoběžkou a zpět přes pevné kolo. Z horního kola visí lano. Toto je místo, které musíte vytáhnout.
Můžete použít svaly. Nebo kůň. Nebo kráva. Nebo motor. Zdroj síly nemění fyzikální principy.
Matematika úsilí
Tady to začíná být zajímavé. Řekněme, že stahujete lano dolů. Vytáhnete to přesně dva metry. Tato tahová vzdálenost se nazývá silová vzdálenost (původně Kraftweg ).
Jakou váhu dokáže zvednout?
1 metr.
Přesně jeden.
Proč? Protože lano je mezi dvěma koly přeloženo napůl. Napětí v laně podporuje váhu. Zátěž je rozložena mezi dvě části lana. Na každý 1 metr zdvihu je tedy potřeba natáhnout 2 metry lana.
To není chyba. Toto je funkce.
Zlaté pravidlo mechaniky
Tento kompromis se řídí tím, co fyzici nazývají „zlatým pravidlem mechaniky“.
Pravidla jsou jednoduchá. Nic takového jako oběd zdarma neexistuje. Pokud chcete snížit sílu potřebnou ke zvedání, musíte za to zaplatit vzdáleností.
Obětujete vzdálenost, abyste získali moc.
Pokud zatáhnete lano dvakrát tak daleko, jak se zvedá břemeno, pak je ke zvednutí břemene potřeba pouze poloviční síla. Pokud kámen váží 1000 kilogramů, musíte vyvinout sílu odpovídající zvednutí 500 kilogramů. Je to stále velmi těžké. Ale dá se to zvednout.
Bez této mechanické výhody by mnoho konstrukčních úkolů nebylo možné. Spoléháme na tuto jednoduchou konstrukci kol a lan při pohybu předmětů, které by jinak musely být rozdrceny. Není to magie. Je to jen geometrie. A stále udržuje naše budovy.
