In ons dagelijks leven vertrouwen we op machines om ons werk voor ons te doen. Een van deze eenvoudige machines is een vaste katrol. Dus we zullen in deze post bekijken hoe een vaste katrol het werk gemakkelijker maakt. Laten we verder lezen!!
Een vaste katrol wordt gebruikt om grote voorwerpen op te tillen. Vaste katrollen maken het gemakkelijker om voorwerpen met dezelfde inspanning op te tillen, maar in een handiger of correctere richting.
Voordat je ziet hoe een vaste katrol het werk gemakkelijker maken, laten we eerst eens kijken wat een vaste katrol is.
Een vaste katrol:
Een vaste katrol is een van de eenvoudigste soorten katrol. Het is gewoon een metalen of houten schijf waarvan de rand gegroefd is. Om deze geprepareerde rand is een touw of touwtje gemaakt om te passeren. De schijf met een gegroefde rand blijft draaien om de as, die vast is, door het midden ervan gaat. Dus, een vaste poelie is er een waarin de rotatie-as waarop de poelie draait niet verandert.
Je hebt vast wel eens een vlag zien hijsen. Vaste katrollen worden gebruikt in vlaggenmasten voor het hijsen van vlaggen. De katrol is vast, maar de vlag kan eenvoudig worden gehesen door aan één uiteinde van het touw te trekken.
Hoe maakt een vaste katrol het werk gemakkelijker: Werken, MA, VR & Efficiency
➤ Werking van een vaste katrol:
De last wordt met een touw of touw aan een vaste katrol vastgemaakt. Het zware voorwerp dat we met de katrol willen optillen, wordt de last genoemd. Nu, wanneer een touw of touw wordt uitgerekt of samengedrukt, spanning is gemaakt in dat touw.
Als je het voorwerp aan het touw hangt, zal het touw uitrekken, waardoor er spanning in het touw komt. Je oefent een neerwaartse kracht uit door een voorwerp op te hangen. Als gevolg hiervan zal er een spankracht worden ontwikkeld in de tegenovergestelde richting om het gewicht van het object tegen te gaan. De opgelegde belasting zal dezelfde grootte hebben als de spankracht die in het touw wordt gecreëerd. echter, de Spanningskracht en de belasting zal in tegengestelde richtingen zijn. Dus,
Opgelegde belasting = gecreëerde spanning in string
Als we de letters L en T gebruiken om de belasting en de spanning in de snaar weer te geven, kunnen we schrijven:
∴ L = T …..(１)
Laten we nu naar de andere kant van het touw kijken.
Je trekt aan het touw aan de andere kant terwijl je het object probeert op te tillen. Het touw wordt naar beneden getrokken door neerwaartse inspanningen toe te passen. Door aan het touw te trekken, rek je het eigenlijk uit. Hierdoor ontstaat ook aan deze zijde spanning. De spanning die in het touw wordt gecreëerd, is evenredig met de hoeveelheid geleverde inspanning.
Toegepaste inspanning = gecreëerde spanning in snaar
Als we de letter E gebruiken voor inspanning, kunnen we schrijven:
∴ E = T …..(２)
Uit vergelijkingen (1) en (2) kunnen we het volgende afleiden:
∴ L = E …..(3)
Volgens de bovenstaande vergelijking is in het ideale geval van een enkele vaste katrol de inspanning die nodig is om het gewicht op te tillen gelijk aan de belasting. Het betekent dat de uitgeoefende kracht niet wordt verlaagd bij gebruik van een vaste katrol. Het geeft je een betere trekhoek en richting om zware voorwerpen met dezelfde kracht op te tillen met al je gewicht.
Als we verder de diepte in gaan, kunnen we stellen dat wanneer we inspanning E op het touw uitoefenen, het afstand d in neerwaartse richting verplaatst, en vervolgens, belasting L verplaatst afstand d in opwaartse richting.
➤ Mechanisch voordeel van een vaste katrol:
Het mechanische voordeel van elke machine is de meting van de krachtversterking die de machine bereikt. Met andere woorden, het geeft weer hoeveel output wordt versterkt wanneer input wordt toegepast op de machine. De opwaartse beweging van het object is de output, terwijl de inspanning die je levert door aan het touw te trekken de input is.
Wiskundig gezien is het mechanische voordeel de verhouding van de outputkracht tot de inputkracht. Voor een vaste katrol is het mechanische voordeel dus:
Maar als L = E,
∴ MA = 1
Als resultaat van deze vergelijking kunnen we concluderen dat er in het geval van een vaste katrol geen mechanische winst is. Het is dus een richtinggever, geen krachtvermenigvuldiger.
➤ Snelheidsverhouding van een vaste katrol:
Zoals de naam al doet vermoeden, is de snelheidsverhouding de verhouding van de invoersnelheid tot de uitvoersnelheid in de tijdseenheid. De snelheidsverhouding kan worden weergegeven als de afstand die is afgelegd door de inspanning, gedeeld door de afstand die is afgelegd door de toegepaste belasting, omdat de tijd constant is. Omdat het de verhouding van afstanden is, is het een eenheidsloze hoeveelheid.
Als de door de last L afgelegde afstand Ld is, de door de inspanning E afgelegde afstand Ed is en de tijd die door beide wordt doorgebracht T is, kunnen we schrijven:
Bij een vaste katrol is de afstand die de last L in de opwaartse richting aflegt echter gelijk aan de afstand die de inspanning E in de neerwaartse richting aflegt. Dus voor een vaste katrol Ed = Ld kunnen we schrijven:
∴ VR = 1
➤ De efficiëntie van een vaste katrol:
Als de door de machine opgetilde last L is en Ld de afstand is die door de last L is afgelegd, dan is het werk dat door de machine aan de last wordt gedaan outputwerk, wat kan worden uitgedrukt als:
Werk gedaan aan belasting = L x Ld
Als de inspanning die de machine levert E is en Ed de afstand is die is afgelegd door de uitgeoefende inspanning E, dan is de arbeid verricht door de inspanning op de machine invoerarbeid, wat kan worden uitgedrukt als:
Werk gedaan door inspanning = E x Ed
De arbeid verricht op belasting L (uitvoerarbeid) gedeeld door de arbeid verricht door inspanning E is de efficiëntie van een vaste katrol (invoerarbeid).
Dus voor een vaste katrol is de efficiëntie:
∴ ???? = 100%
We krijgen een efficiëntie van 100% omdat we zijn uitgegaan van een vaste katrol zonder wrijving en een verwaarloosbare massa touw. Maar in werkelijkheid is het niet mogelijk om geen wrijving te hebben tussen het touw en de gegroefde rand van de schijf.
Als resultaat van wrijving is E > L, dwz MA = 1 maar VR = 1 in werkelijkheid. Efficiëntie dus???? < 100%.
Met dit bericht hopen we uw vraag over hoe werkt het? een vaste katrol maakt werk makkelijker.
Lees ook:
- Hoe microfoons werken
- Arbeid verricht door wrijving op een helling
- Hoe luidsprekers werken
- Hoe werkt elektromagnetisme
- Hoe werkt een boorhamer
- Hoe werkt een 3D-bril om dieptewaarneming in films te geven?
- Hoe werken samengestelde microscopen?
- Arbeid verricht door wrijving
- Hoe werkt koppel
- Hoe werkt een katrol eenvoudige machine
Ik ben Alpa Rajai, heb mijn master in de wetenschappen afgerond met specialisatie in natuurkunde. Ik ben erg enthousiast over het schrijven over mijn begrip van geavanceerde wetenschap. Ik verzeker dat mijn woorden en methoden de lezers zullen helpen hun twijfels te begrijpen en duidelijk te maken waarnaar ze op zoek zijn. Naast natuurkunde ben ik een getrainde Kathak-danser en schrijf ik mijn gevoel soms ook in de vorm van poëzie. Ik blijf mezelf updaten op het gebied van de natuurkunde en wat ik ook begrijp, ik vereenvoudig het en houd het direct ter zake, zodat het de lezers duidelijk overkomt.
