Sisu
Rihmaratas on masin, mis vähendab oluliselt objekti, näiteks raske aediku, liigutamiseks või tõstmiseks vajalikku jõu hulka. Tavaline rihmaratas koosneb telje ühest rattast, mille kohal köis trossi. Üksinda võib rihmaratas muuta vaid objektile rakendatava jõu suunda. Koos töötav rihmarataste süsteem võib moodustada ploki ja lahendada, mis lisaks jõudude suuna muutmisele ka mitmekordistab jõudu, mis tähendab, et objekti liikumiseks on vaja vähem jõudu. See, kui palju blokeerimine ja tõkestamine jõudu korrutab, on selle mehaaniline eelis.
Funktsioon
Plokke ja trosse kasutatakse sageli kohtades, kus rasketehnikat pole saadaval ja selle asemel tuleb asendada inimjõud. Antiikajal kasutati ehitusprojektides plokke ja käepidemeid raskete koormate teisaldamiseks. Moodsal ajal kasutatakse neid sageli paatidel, kus kraana või muude raskete tõsteseadmete olemasolu pole otstarbekas.
Rihmaga tõstmine
Kui prooviksime tõsta 200 naela suurust aedikut põrandast hoone sarikatesse, saaksime seda teha lihtsa rihmaratta abil. Paneksime ühe rihmaratta sarikadesse ja läbiksime selle läbi köie, kinnitades köie ühe otsa aedikusse. Trossi teise otsa (veososa) tõmmates saime kasti sarikatesse tõsta. Selles süsteemis tõmbame iga kord köie ühe jalaga 200 naelaga. jõu abil tõstame kasti ühe jala võrra üles. Tõstes alla 200 naela. jõud ei liigu meie 200 naela suurust kasti.
Tõstmine ploki ja käepidemega
Kui selle asemel, et trossi otse aedikusse kinnitada, juhiksime selle läbi uue aediku külge kinnitatud rihma ja kinnitaksime siis köie otsa sarikate külge, oleks meil plokk ja lahendada. Nüüd, kui me köie vaba otsa tõmbasime, peaks köis kaks korda sarikate ja aediku vahel liikuma. Kui aedikut ühe jalaga tõsta, peaksime tõmbama kaks jalga köie külge. Siiski peaksime tõmbama ainult 100 naelaga. jõud.
Mehaaniline eelis
See erinevus objekti liikumiseks vajaliku jõu suuruse ja eseme raskuse vahel on ploki ja haaratsi mehaaniline eelis. See on sama, mis erinevus, kui palju trossi me tõmbame, võrreldes kaugusega, mida objekt liigutab. Mehaanilise eelise arvutamiseks võime kas tõstetava eseme raskuse jagada selle tõstmiseks vajaliku jõu abil või saame jaotatava köie koguse jagada objekti liikuva vahemaa järgi. Meie masina mehaanilise eelise leidmiseks esimese meetodiga jagaksime kastide massi 200 naela selle tõstmiseks vajaliku jõu suuruse järgi 100 naela, mis annaks meile mehaanilise eelise kahest. Jagatuna, kui palju köit korraga veame, 2 jalga, vahemaa tagant, kus aedik tõuseb, üks jalg, saame sama vastuse. Rusikareeglina vastab ploki ja haakerihma kahe rihmaratta vahel trossi pikkuste arv masina mehaanilisele eelisele. Meie masinas liigub köis ülevalt rihmarattalt alumise rihmaratta külge ja tagasi kuni sarikateni: kaks trossi pikkust annavad meile kahe mehaanilise eelise.
Jõudu ja tööd
Ehkki blokeerimine ja lahendamine vähendavad objekti liigutamiseks vajalikku jõu hulka, ei muuda see töö mahtu. Näiteks klots ja tõstemehhanism, mille mehaaniline eelis on neli, võimaldavad teil tõsta 4 naela eseme ainult 1 naela jõu abil. Kuid eseme ühe jala tõstmiseks tuleb teil tõmmata ka 4 jalga köit.
Hõõrdumine
Kui mõni objekt liigub teise objekti vastu, kaotab osa liikuvate objektide energiat hõõrdumiseks. Plokis ja haardes vähendab rihmarataste hõõrdumine masina mehaanilist eelist. Hõõrdumise lisamiseks ploki ja tugi mehaanilise eelise arvutamisse jagage tõstetava eseme kaal selle tõstmiseks vajaliku raskusega.