roata și axul

o roată și axul sunt alcătuite dintr-un cadru circular (roata) care se învârte pe un arbore sau o tijă (axul). În forma sa cea mai veche, a fost probabil folosită pentru ridicarea greutăților sau a găleților de apă din puțuri.principiul său de funcționare este cel mai bine explicat prin intermediul unui dispozitiv cu un angrenaj mare și un angrenaj mic atașat la același arbore. Tendința unei forțe, F, aplicată la raza R pe angrenajul mare pentru a roti arborele este suficientă pentru a depăși forța mai mare W la raza r pe angrenajul mic., Amplificarea forței sau avantajul mecanic este egal cu raportul dintre cele două forțe (W:F) și, de asemenea, egal cu raportul dintre razele celor două angrenaje (R:r).

Dacă mari și mici unelte sunt înlocuite cu mari și mici-diametru tobe care sunt infasurate cu corzi, roata și osia devine capabil de a ridica greutăți. Greutatea ridicată este atașată la frânghia de pe tamburul mic, iar operatorul trage frânghia pe tamburul mare. În acest aranjament avantajul mecanic este raza tamburului mare împărțită la raza tamburului mic. O creștere a avantajului mecanic poate fi obținută prin utilizarea unui tambur mic cu două raze, r1 și r2 și un bloc de scripete., Atunci când o forță este aplicată mare tambur, coarda de pe toba mica vânturi pe D și pe d.

O măsură de forță de amplificare disponibil cu scripete și-coarda sistem este viteza raport, sau raportul dintre viteza la care forța este aplicată la coarda (VF) la viteza la care greutatea este ridicată (VW). Acest raport este egal cu dublul razei tamburului mare împărțit la diferența dintre razele tamburilor mai mici D și d. exprimată matematic, ecuația este VF / VW = 2R / (r2 – r1)., Avantajul mecanic real W / F este mai mic decât acest raport de viteză, în funcție de frecare. Un avantaj mecanic foarte mare poate fi obținut cu acest aranjament prin realizarea celor două tobe mai mici D și d de rază aproape egală.