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È scritto nelle leggende che un solo uomo ha mosso un'intera nave da guerra, piena di soldati, usando un sistema di carrucole. Nel corso della storia, le pulegge e le leve hanno svolto un lavoro leggero di sollevamento e trasporto di oggetti. Molte macchine e strumenti moderni continuano a utilizzare i principi di queste macchine semplici. Le gru giganti sollevano migliaia di tonnellate, utilizzando i principi delle pulegge, mentre semplici strumenti come carriole e leve utilizzano i principi di base della leva. Leve e pulegge offrono vantaggi ai loro utenti.
Ingegneria Meccanica
Il vantaggio meccanico è una ragione che descrive quanto una macchina semplice moltiplica la forza esercitata su di essa. Leve e pulegge danno un vantaggio meccanico ai suoi utenti. Le persone possono ridurre la quantità di sforzo richiesta per sollevare e spostare oggetti attorno a queste macchine. Il vantaggio meccanico è espresso dai numeri. Un vantaggio meccanico di due significa che la macchina raddoppia lo sforzo della persona. Puoi aumentare questo rapporto di multipli di due. È possibile modificare il vantaggio meccanico che le leve e le pulegge offrono cambiando il modo in cui sono configurate.
Le pulegge hanno ruote, con scanalature e funi o cavi, che si adattano a queste scanalature. Possono essere fissi o mobili, singoli o multipli. Le pulegge mobili e le pulegge multiple hanno un vantaggio meccanico di due o più, a seconda del numero di pulegge utilizzate.
Le leve forniscono un vantaggio meccanico che varia al variare del carico su di esse, in base alla lunghezza tra il supporto e i siti di applicazione della forza. Il vantaggio meccanico delle leve è espresso da un rapporto tra la lunghezza della leva sul lato del punto di applicazione della forza, rispetto alla sua lunghezza sul lato del carico.
Vantaggio meccanico ideale
Ingegneri e fisici usano le formule per calcolare il vantaggio meccanico ideale di una puleggia o di una leva. I risultati dei loro calcoli sono solo ipotetici perché non si basano su condizioni reali come la temperatura e l'umidità, variabili che possono influire sul vantaggio meccanico.
Il vantaggio meccanico è calcolato in diversi modi (immagine calcolata da timur1970 da Fotolia.com)
Vero vantaggio meccanico
Le formule possono essere utilizzate per esprimere l'effettivo vantaggio meccanico di un sistema di pulegge o leve. Queste formule prendono in considerazione variabili come la perdita di energia per attrito.
direzione
Le pulegge fisse non danno all'utente alcun vantaggio meccanico, ma consentono di applicare la forza in una direzione diversa da quella del movimento. Una persona può utilizzare questa configurazione di carrucola per sollevare un peso del pavimento al secondo piano di un edificio, anche se rimane sul pavimento.
Quando si utilizza una leva, più il carico si avvicina alla fine, minore è lo sforzo richiesto per spostare il carico all'altra estremità. Tuttavia, il carico non si muove molto nella direzione desiderata. Se si desidera spostare ulteriormente il carico, è necessario un termine di caricamento più lungo. Ciò richiede più impegno per spostare il carico.
