– hjul og aksel

Et hjul og aksel er laget av en rund ramme (hjulet) som dreier på en aksel eller stang (aksen). I sin tidligste form den ble sannsynligvis brukt for å øke vekter eller vann i bøtter fra brønner.

Dets funksjonsmåte er best forklart ved hjelp av en enhet med et stort utstyr og en liten utstyr festet til den samme aksel. Det er en tendens for en kraft, F, anvendt ved radius R på store utstyr for å slå akselen er tilstrekkelig til å overvinne større kraft W ved radius r på det lille tannhjulet., Styrken forsterkning, eller en mekanisk fordel, er lik forholdet mellom de to styrkene (W:F) og også lik forholdet mellom radiene til de to tannhjul (R:r).

Hvis store og små tannhjul er erstattet med stor og liten diameter og trommer som er surret med tau, hjul og aksel blir i stand til å øke vektene. Vekten blir løftet er festet til tauet på liten tromme, og operatøren trekker tauet på den store trommen. I denne ordningen mekanisk fordel er radius i den store trommen dividert med radius liten tromme. En økning i en mekanisk fordel kan oppnås ved bruk av en liten tromme med to radier, r1 og r2, og en trinse blokk., Når en kraft som er brukt til den store trommen, tau på liten tromme vind på D og ut av d.

Et mål på styrken forsterkning tilgjengelig med trinse-og-tau system er hastigheten forhold, eller forhold til den hastigheten som de force brukes til tau (VF) til den hastigheten som vekten er hevet (VW). Dette forholdet er lik to ganger radius av den store trommen delt av forskjellen i radier av de mindre trommer D og d. Uttrykt matematisk er ligningen VF/VW = 2R/(r2 – r1)., Den faktiske mekanisk fordel W/F er mindre enn dette hastighet forhold, avhengig av friksjon. En veldig stor mekanisk fordel kan oppnås med denne ordningen ved å lage to mindre trommer D og d på nesten lik radius.