Τι είναι μια απλή τροχαλία;

Μια απλή τροχαλία είναι ένα από τα έξι απλά μηχανήματα που χρησιμοποιούνται από τον εαυτό τους ή ως συστατικά σε πιο σύνθετα μηχανήματα.Σε αντίθεση με τις σύνθετες τροχαλίες, οι απλές τροχαλίες χρησιμοποιούν μόνο ένα σχοινί, αλυσίδα ή ιμάντα για να μειώσουν την ποσότητα εργασίας που απαιτείται για την ανύψωση ή την μετακίνηση ενός αντικειμένου, ανεξάρτητα από τον αριθμό των τροχαλιών που χρησιμοποιούνται μαζί.Αυτά τα μηχανήματα είναι εξαιρετικά χρήσιμα για την ανύψωση ή τη μετακίνηση βαρέων αντικειμένων.Η απλή τροχαλία εφευρέθηκε από τον Archimedes τον 3ο αιώνα πριν από την κοινή εποχή (B.C.E.) και έχει προσαρμοστεί σε πολλές διαφορετικές χρήσεις, αν και ο σχεδιασμός του έχει αλλάξει ελάχιστα στις τελευταίες χιλιετίες.

Ένα σχοινί, ο τροχός και ο άξονας είναι τα συστατικά μιας απλής τροχαλίας.Ο τροχός είναι προσαρτημένος στον άξονα, το οποίο είναι το κέντρο του μηχανήματος και που επιτρέπει στον τροχό να περιστρέφεται ελεύθερα.Στη συνέχεια, το σχοινί τρέχει γύρω από το εξωτερικό του τροχού έτσι ώστε να αγγίζει περίπου το 50% της περιφέρειας των τροχών.Οι περισσότερες τροχαλίες έχουν μια άκρη με ένα χείλος ή ένα εξωτερικό περίβλημα για να κρατήσουν το σχοινί να γλιστρήσει μακριά.

Το ένα άκρο του σχοινιού συνδέεται με ένα αντικείμενο που πρέπει να ανυψωθεί και το άλλο άκρο σε ένα άτομο, ένα ζώο ή άλλο μηχάνημα που θα ισχύει για το αντικείμενο τραβώντας προς τα κάτω το σχοινί.Όλες οι τροχαλίες σε ένα σύστημα τοποθετούνται πάνω από το αντικείμενο που πρόκειται να ανυψωθεί, με τη χαμηλότερη τροχαλία ακριβώς πάνω από το αντικείμενο και την υψηλότερη τροχαλία στο μέγιστο ύψος στο οποίο μπορεί να ανυψωθεί το αντικείμενο.Με αρκετές τροχαλίες και ένα αρκετά μεγάλο σχοινί, τα εξαιρετικά βαριά αντικείμενα μπορούν να ανυψωθούν με ευκολία.

Σε ένα απλό σύστημα τροχαλίας, μια τροχαλία μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνη της ή πολλά από αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν μαζί.Εάν υπάρχουν πολλαπλές τροχαλίες σε ένα σύστημα, διαχωρούνται κάθετα απομακρυσμένα μεταξύ τους και το σχοινί τρέχει εναλλάξ από υψηλότερη τροχαλία σε χαμηλότερη.Μια ενιαία απλή τροχαλία μειώνει την ποσότητα εργασίας που απαιτείται για να μετακινήσετε ένα αντικείμενο επιτρέποντας σε ένα άτομο να εφαρμόσει δύναμη σε μια καθοδική κίνηση ενώ ανυψώνει ένα αντικείμενο προς τα πάνω.Αυτή η ενέργεια ακυρώνει τη δύναμη της βαρύτητας που ενεργεί στο αντικείμενο, καθιστώντας ευκολότερη την ανύψωση.Η χρήση περισσότερων από μία τροχαλιών μειώνει την ποσότητα δύναμης που απαιτείται για την ανύψωση ενός αντικειμένου κατά το ήμισυ κάθε φορά που προστίθεται μια τροχαλία, αν και απαιτείται επίσης διπλάσια σχοινιά.