プーリーとは?

滑車は古代に設計された単純な機械ですが、現在でも多くの機械の基礎となっています。それは本質的に、ロープまたは他のコードが巻き付けられる車輪です.ロープの一方の端は通常、おもりまたはその他の負荷に固定されており、自由端が (通常は人によって、場合によっては機械によっても) 引っ張られると、ホイールが加えられた力の方向を変更し、作業をより簡単にします。取り付けた重りを持ち上げます。このタイプのツールにはさまざまなサイズと特定の種類がありますが、ほとんどすべての場合、目的は同じです。つまり、重いものを簡単に持ち上げたり、より効率的にエネルギーを流したりすることです。

基本コンポーネント

エンジニアは一般的に、傾斜面、てこ、ねじ、くさび、車輪とアクセル、滑車の 6 つのカテゴリで「単純な機械」について話します。すべてが基本的な日常的なコンポーネントで構成されており、いずれも何らかの形で人間の作業を簡素化します。滑車は通常、大きな物体を持ち上げて移動することに最も関心があります。

最も基本的な形では、このツールは溝のあるホイールにすぎません。ロープ、ベルト、またはケーブルが溝の内側を通ります。そのメカニズムは、単独で使用することも、滑車システムで他のものと接続することもできます。システム内の滑車の数が多いほど、物体を持ち上げるのに必要な力が少なくなります。

システムの種類

システムには次の 3 つの基本タイプがあります。 (2) 移動可能、フリーアクスル付き。 (3) 固定車軸と可動車軸の組み合わせによる複合 可動車軸と複合車軸は、力を掛け合わせることにより、固定システムよりも効率的である傾向があります。

車輪とロープのツールは、より具体的な目的のために他のツールと組み合わせて使用​​することもできます。いわゆる「ベルトとプーリーシステム」はその一例です。これらは、複数の溝付きホイールが 1 つの円形の接続されたベルトで接続された「閉じた」システムである傾向があり、直線的な持ち上げ力ではなく、エネルギーの伝達と増幅のために設計されています。

リフティング アドバンテージ

このタイプの機械の最大の利点の 1 つは、重い物体を移動し、大きな力を加えることなく持ち上げエネルギーを流すことができることです。一般に、物体が重いほど、人がそれを動かすために必要な力が大きくなります。そのエネルギーをロープや車輪、または物体の重さに応じて一連の車輪に伝えます &madash;一般に「リフティングアドバンテージ」として知られている全体的な運動を、はるかに効率的にすることができます。

たとえば、人は通常、10 ポンド (4.5 kg) の重りを持ち上げるのに約 10 ポンド (4.5 kg) の力を加える必要があり、ほとんどの場合、その力はまっすぐ上向きの動きで加える必要があります。おもりが滑車に取り付けられている場合でも、人は同じ量の測定された力を加える必要がありますが、方向 それは変化の中で発揮される必要があります。ロープシステムに取り付けたら、人は引き下げる必要があります 持ち上げるのではなく .これにより、個人の体重と運動をより効率的に使用できます。

特定のシステムに車輪が多ければ多いほど、効率が高くなる可能性があります。たとえば、おもりが 2 つのシステムに取り付けられている場合、人は 5 ポンド (2.26 kg) の力を加えるだけで済みます。 4 つだと 2.5 (1.13 kg) ポンドの力が必要です。

一般的な例

これらのツールは、現代の多くの設定で見つけることができます。エレベーターはおそらく最も一般的なものの 1 つです。外からは見えませんが、回転する車輪とケーブルでできた大規模なシステムが、車を上下に動かすのに役立っています。ほとんどの場合、これらはコンピューターによって制御され、人力ではなく機械的な手段で持ち上げられますが、効率は同じです。また、多くの自動車エンジンは、エンジンからホイール シャフトやその他の可動部品にエネルギーを伝達するために、ベルト システムに依存しています。ヨットは、帆の張力を制御するために頻繁に使用します。また、クレーンやその他の機械でも一般的です。