도르래란 무엇입니까?

도르래는 고대에 설계된 간단한 기계이지만 여전히 많은 현대 기계의 기초입니다. 본질적으로 로프 또는 기타 코드가 감겨 있는 바퀴입니다. 로프의 한쪽 끝은 일반적으로 추나 다른 하중에 고정되어 있으며, 자유 끝이 당겨지면(보통 사람이 할 수도 있지만 기계에 의해서도 가능) 바퀴는 적용된 힘의 방향을 변경하고 훨씬 더 간단하게 부착된 무게를 들어올립니다. 이러한 유형의 도구는 다양한 크기와 특정 종류로 제공되지만 거의 모든 경우 목표는 동일합니다. 즉, 무거운 물체를 더 쉽게 들어올리고 에너지를 보다 효율적으로 전달하는 것입니다.

기본 구성요소

엔지니어는 일반적으로 경사면, 레버, 나사, 쐐기, 바퀴 및 축, 도르래의 6가지 범주로 "단순한 기계"에 대해 이야기합니다. 모두 기본적이고 일상적인 구성 요소로 만들어졌으며 모두 인간의 작업을 어떤 식 으로든 더 간단하게 만듭니다. 도르래는 일반적으로 큰 물체를 들어 올리고 움직이는 데 가장 많이 사용됩니다.

가장 기본적인 형태의 이 도구는 홈이 있는 바퀴로 구성되어 있습니다. 로프, 벨트 또는 케이블이 홈 내부를 통과합니다. 이 메커니즘은 단독으로 사용하거나 도르래 시스템에서 다른 메커니즘과 연결하여 사용할 수 있습니다. 시스템에 있는 도르래의 수가 많을수록 물체를 들어 올리는 데 필요한 힘이 줄어듭니다.

시스템 유형

시스템에는 세 가지 기본 유형이 있습니다. (1) 고정, 고정 축 포함; (2) 자유 차축이 있는 이동식; (3) 고정 축과 가동 축이 결합된 복합 축은 힘을 곱함으로써 고정 시스템보다 더 효율적인 경향이 있습니다.

바퀴와 밧줄 도구는 보다 구체적인 목적을 위해 다른 도구와 함께 사용할 수도 있습니다. 소위 "벨트와 도르래 시스템"이 한 예입니다. 이들은 여러 개의 홈이 있는 바퀴가 하나의 원형 연결된 벨트로 연결되어 있는 "폐쇄형" 시스템인 경향이 있으며 직선 리프팅 동력보다는 에너지의 전달 및 증폭을 위해 설계되었습니다.

리프팅 이점

이 유형의 기계의 가장 큰 장점 중 하나는 무거운 물체를 이동하고 많은 힘을 가하지 않고도 리프팅 에너지를 전달할 수 있다는 것입니다. 일반적으로 물체가 무거울수록 사람이 그것을 움직이기 위해 더 많은 힘을 가해야 합니다. 그 에너지를 로프와 바퀴 주위에 전달하거나 물체의 무게에 따라 일련의 바퀴 &madash; 일반적으로 "리프팅 이점"으로 알려진 전반적인 운동을 훨씬 더 효율적으로 만들 수 있습니다.

예를 들어, 사람은 일반적으로 10파운드(4.5kg)의 무게를 들어 올리기 위해 약 10파운드(4.5kg)의 힘을 가해야 하며 대부분의 경우 그 힘은 위쪽으로 똑바로 움직여야 합니다. 무게가 도르래에 부착되어 있으면 사람은 여전히 ​​같은 양의 측정된 힘을 가해야 하지만 방향 변화에 힘써야 합니다. 로프 시스템에 부착된 사람은 아래로 당겨야 합니다. 위로 들어 올리는 것보다 . 이것은 개인의 체중과 운동을 보다 효율적으로 사용합니다.

주어진 시스템에 더 많은 바퀴가 있을수록 더 효율적일 것입니다. 예를 들어, 무게가 두 시스템에 연결되어 있는 경우 사람은 5파운드(2.26kg)의 힘만 가하면 됩니다. 4개는 2.5(1.13kg) 파운드의 힘이 필요합니다.

일반적인 예

이러한 도구는 많은 현대 환경에서 찾을 수 있습니다. 엘리베이터는 아마도 가장 일반적인 것 중 하나일 것입니다. 외부에서는 보이지 않지만 회전하는 바퀴와 케이블의 대형 시스템은 자동차가 위아래로 움직이는 데 도움이 됩니다. 대부분의 경우 이들은 컴퓨터로 제어되며 인력이 아닌 기계적 수단을 통해 들어 올리지만 효율성은 동일합니다. 많은 자동차 엔진은 또한 엔진에서 휠 샤프트 및 기타 움직이는 부품으로 에너지를 전달하는 데 도움이 되는 벨트 시스템에 의존합니다. 범선은 돛의 장력을 제어하기 위해 자주 사용하며 크레인 및 기타 기계에서도 흔히 사용됩니다.