Nella nostra vita quotidiana, ci affidiamo alle macchine per svolgere il nostro lavoro per noi. Una di queste semplici macchine è una puleggia fissa. Quindi vedremo come una puleggia fissa semplifica il lavoro in questo post. Continuiamo a leggere!!
Una puleggia fissa viene utilizzata per aiutare a sollevare oggetti di grandi dimensioni. Le pulegge fisse facilitano il sollevamento di oggetti con lo stesso sforzo ma in una direzione più comoda o corretta.
Prima di vedere come fa a puleggia fissa Semplifica il lavoro, prima vediamo cos'è una puleggia fissa.
Una puleggia fissa:
Una puleggia fissa è uno dei tipi più semplici di puleggia. È solo un disco metallico o di legno il cui bordo è scanalato. Intorno a questo bordo battuto, viene fatta passare una corda o uno spago. Il disco con bordo scanalato continua a ruotare attorno all'asse, che è fisso, passando per il suo centro. Così, una puleggia fissa è quella in cui l'asse di rotazione su cui ruota la puleggia non cambia.
Potresti aver visto una bandiera issata. Le pulegge fisse sono utilizzate nei pennoni per l'alzabandiera. La carrucola è fissa, ma la bandiera può essere semplicemente issata tirando un'estremità della fune.
In che modo una puleggia fissa semplifica il lavoro: lavoro, MA, VR ed efficienza
➤ Funzionamento di una puleggia fissa:
Il carico è fissato a una puleggia fissa tramite una corda o una fune. L'oggetto pesante che intendiamo sollevare con la puleggia è indicato come carico. Ora, ogni volta che una corda o uno spago viene teso o compresso, tensione è creato in quella corda.
Quando sospendete l'oggetto dalla fune, la fune si allungherà, causando stress alla fune. Stai applicando una forza verso il basso appendendo un oggetto. Di conseguenza, la forza di tensione si svilupperà nella direzione opposta per contrastare il peso dell'oggetto. Il carico imposto avrà la stessa entità della forza di tensione creata nella fune. comunque, il forza di tensione e il carico sarà in direzioni opposte. Così,
Carico imposto = Tensione creata nella stringa
Se usiamo le lettere L e T per rappresentare il carico e la tensione creati nella corda, possiamo scrivere:
L = T …..(1)
Diamo ora un'occhiata al lato opposto della corda.
Stai tirando la corda dal lato opposto mentre cerchi di sollevare l'oggetto. La corda viene tirata verso il basso applicando sforzi verso il basso. Tirando la corda, la stai essenzialmente allungando. Di conseguenza, si crea tensione anche su questo lato. La tensione che si crea nella corda sarà proporzionale alla quantità di sforzo applicato.
Sforzo applicato = Tensione creata nella corda
Se usiamo la lettera E per rappresentare lo sforzo, possiamo scrivere:
∴ E = T …..(2)
Dalle equazioni (1) e (2) possiamo dedurre quanto segue:
∴ L = E …..(3)
Secondo l'equazione di cui sopra, nel caso ideale di una singola puleggia fissa, lo sforzo richiesto per sollevare il peso è uguale al carico. Significa che lo sforzo applicato non viene ridotto durante l'utilizzo di una puleggia fissa. Ti offre un angolo e una direzione di trazione migliori per sollevare oggetti pesanti con la stessa forza con tutto il tuo peso.
Se andiamo più in profondità, possiamo affermare che quando applichiamo lo sforzo E alla fune, questa si sposta verso il basso della distanza d e, successivamente, il carico L sposta verso l'alto la distanza d.
➤ Vantaggio meccanico di una puleggia fissa:
Il vantaggio meccanico di qualsiasi macchina è la misurazione dell'amplificazione della forza che la macchina ottiene. In altre parole, visualizza la quantità di output amplificata quando l'input viene applicato alla macchina. Il movimento verso l'alto dell'oggetto è l'uscita, mentre lo sforzo che applichi tirando la corda è l'ingresso.
Matematicamente, il vantaggio meccanico è il rapporto tra la forza in uscita e la forza in ingresso. Quindi, per una puleggia fissa, il vantaggio meccanico è:
Ma poiché L = E,
MA = 1
Come risultato di questa equazione, possiamo concludere che nel caso di una puleggia fissa, non c'è guadagno meccanico. Quindi, è un fornitore di direzione, non un moltiplicatore di forza.
➤ Rapporto di velocità di una puleggia fissa:
Come suggerisce il nome, il rapporto di velocità è il rapporto tra la velocità di ingresso e la velocità di uscita nell'unità di tempo. Il rapporto di velocità può essere rappresentato come la distanza percorsa dallo sforzo diviso per la distanza percorsa dal carico applicato perché il tempo è costante. Essendo il rapporto delle distanze, è una quantità senza unità.
Se la distanza percorsa dal carico L è Ld, la distanza percorsa dallo sforzo E è Ed e il tempo impiegato da entrambi è T, possiamo scrivere:
Tuttavia, con una puleggia fissa, la distanza percorsa dal carico L nella direzione verso l'alto è uguale alla distanza percorsa dallo sforzo E nella direzione verso il basso. Quindi, per una puleggia fissa Ed = Ld, possiamo scrivere:
VR = 1
➤ L'efficienza di una puleggia fissa:
Se il carico sollevato dalla macchina è L e Ld è la distanza percorsa dal carico L, allora il lavoro svolto sul carico dalla macchina è lavoro in uscita, che può essere espresso come:
Lavoro svolto su Carico = L x Ld
Se lo sforzo che la macchina applica è E ed Ed è la distanza percorsa dallo sforzo applicato E, allora il lavoro svolto dallo sforzo sulla macchina è lavoro in ingresso, che può essere espresso come:
Lavoro svolto da Effort = E x Ed
Il lavoro svolto sul carico L (lavoro in uscita) diviso per il lavoro svolto attraverso lo sforzo E è l'efficienza di una puleggia fissa (lavoro in ingresso).
Pertanto, per la puleggia fissa l'efficienza è:
𝜂 = 100%
Otteniamo un'efficienza del 100% perché abbiamo ipotizzato una puleggia fissa senza attrito e massa di fune trascurabile. Ma in realtà non è possibile non avere attrito tra la fune e il bordo scanalato del disco.
Come risultato dell'attrito, E > L, cioè MA = 1 ma VR = 1 in realtà. Quindi, efficienza 𝜂 < 100%.
Con questo post, speriamo di aver risposto adeguatamente alla tua domanda su come funziona una puleggia fissa fa funzionare Più facile.
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Sono Alpa Rajai, ho completato il mio Master in scienze con specializzazione in Fisica. Sono molto entusiasta di scrivere sulla mia comprensione della scienza avanzata. Assicuro che le mie parole e i miei metodi aiuteranno i lettori a comprendere i loro dubbi e a chiarire ciò che stanno cercando. Oltre alla fisica, sono una ballerina di Kathak addestrata e a volte scrivo anche i miei sentimenti sotto forma di poesia. Continuo ad aggiornarmi in Fisica e tutto ciò che capisco lo semplifico e lo mantengo dritto al punto in modo che sia chiaro ai lettori.