Η Φυσική ήταν χρήσιμη για τον άνθρωπο από την Αρχαιότητα, οι αρχές της χρησιμοποιούνται για την παραγωγή αντικειμένων που συνθέτουν πολλά εργαλεία και σκεύη που διευκολύνουν τις πιο ποικίλες εργασίες, μεταξύ αυτών των αντικειμένων είναι το τροχαλία.
Οι τροχαλίες είναι γνωστές και ως τροχαλίες, οι οποίες είναι τροχοί με κεντρικό άξονα και οι οποίοι έχουν ένα είδος αυλάκωσης από το οποίο περνάει ένα σχοινί. Τα στάχυα μπορούν να αλλάξουν τη δύναμη που απαιτείται για τη μετακίνηση βαρέων αντικειμένων, τόσο προς όσο και προς ένταση, μπορούν να είναι σταθερά ή κινητά, το σύστημα με σταθερή τροχαλία θα αλλάξει μόνο την κατεύθυνση της δύναμης εφαρμοσμένος. Δείτε την εικόνα:
Σταθερή τροχαλία: στην περίπτωση αυτή η τροχαλία αλλάζει μόνο την κατεύθυνση της δύναμης
Ωστόσο, όταν προσθέτετε κινητές τροχαλίες στο σύστημα, η δύναμη που απαιτείται για την εκτέλεση εργασιών όπως η ανύψωση ή μετακινώντας βαριά αντικείμενα, γίνεται μικρότερο και μειώνεται όλο και περισσότερο όσο αυξάνουμε τον αριθμό των τροχαλίες. Αυτό το σύστημα που αποτελείται από μία ή περισσότερες κινητές τροχαλίες, και μια σταθερή, ονομάζεται εκθετική τροχαλία και η φυσική του αρχή είναι σχετικά απλή, δείτε το διάγραμμα:
Σύστημα που αποτελείται από μια σταθερή και μια κινητή τροχαλία
Με τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα, έχουμε ότι στην ισορροπία T + T = P
Ως εκ τούτου 2T = P, μετά T = ΓΙΑ
2
Κάθε κινητή τροχαλία μειώνει το βάρος στο μισό.
Αν πρέπει να σηκώσουμε ένα αντικείμενο βάρους "'P" και να εφαρμόσουμε αρχικά μια δύναμη τάνυσης "Τ" στο σχοινί σε ένα σύστημα που έχει "n" κινητές τροχαλίες, έχουμε την εξής κατάσταση:
Με 1 κινητή τροχαλία (n=1)
Τ = ΓΙΑ
2
Με 2 κινητές τροχαλίες (n=2)
Τ = ΓΙΑ = ΓΙΑ
4 22
Με 3 κινητές τροχαλίες (n = 3)
Τ = ΓΙΑ = ΓΙΑ
8 23
Μπορούμε να παρατηρήσουμε ότι ο εκθέτης του παρονομαστή 2 είναι ίσος με τον αριθμό των τροχαλιών n σε κάθε κατάσταση. Σε γενικές γραμμές έχουμε:
Μια εξίσωση για τον υπολογισμό της δύναμης "T" για οποιονδήποτε αριθμό κινούμενων τροχαλιών (n).
Τ = ΓΙΑ
2όχι
Του Πάουλο Σίλβα
Πτυχιούχος Φυσικής
Πηγή: Σχολείο Βραζιλίας - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/talha-exponencial.htm
