Scripeții

Lecție de fizică · scripetele fix, scripetele mobil, palanul. Trei montaje pe același stativ; fiecare număr afișat e calculat din aceleași legi care mișcă piesele.

1. Scripetele fix

Un scripete este o roată cu șanț pe care trece un fir. Când axul roții e prins de un suport, scripetele e fix: nu micșorează forța, ci doar îi schimbă direcția. Tragi în jos și sarcina urcă, cu F = G.

Firul: aceeași tensiune pe toată lungimea lui, dacă roțile nu au frecareSarcina: un cârlig de 100 g și discuri crestate de câte 100 gDinamometrul: fiecare inel ieșit din tub înseamnă 0,5 NRoata are diametrul de 64 mm și e socotită fără frecare și fără masă: firul are aceeași tensiune de o parte și de alta, deci dinamometrul arată exact greutatea sarcinii, G = m·g cu g = 9,81 N/kg. Riglele sunt gradate în centimetri: cea din stânga măsoară urcarea sarcinii (h), cea din dreapta drumul mâinii (s). Dinamometrul se întinde cu 6 mm la fiecare newton, așa că sarcina coboară puțin când adaugi un disc; h și s se numără de la începutul cursei.

2. Scripetele mobil

Dacă un capăt al firului e legat de suport și sarcina atârnă de axul roții, scripetele urcă împreună cu ea: e mobil. Sarcina e ținută de două fire, deci fiecare duce doar jumătate: F = G / 2.

Firul: aceeași tensiune pe toată lungimea lui, dacă roțile nu au frecareSarcina: un cârlig de 100 g și discuri crestate de câte 100 gDinamometrul: fiecare inel ieșit din tub înseamnă 0,5 NScripetele cu furca lui cântărește 20 g, adică 0,20 N, și urcă odată cu sarcina: cele două fire împart G + G_scripete, de aceea dinamometrul arată puțin peste G / 2. Frecarea în ax e neglijată. Riglele sunt gradate în centimetri: cea din stânga măsoară urcarea sarcinii (h), cea din dreapta drumul mâinii (s). Dinamometrul se întinde cu 6 mm la fiecare newton, așa că sarcina coboară puțin când adaugi un disc; h și s se numără de la începutul cursei.

3. Palanul

Un palan leagă mai mulți scripeți ficși și mobili cu un singur fir. Dacă sarcina e ținută de n fire, forța e de n ori mai mică, F = G / n, iar drumul de n ori mai lung. Nicio mașină simplă nu economisește lucru mecanic.

Firul: aceeași tensiune pe toată lungimea lui, dacă roțile nu au frecareSarcina: un cârlig de 100 g și discuri crestate de câte 100 gDinamometrul: fiecare inel ieșit din tub înseamnă 0,5 NRoțile fiecărei mufle stau una sub alta și au raze diferite, ca firele să nu se atingă; cele pe care firul nu trece rămân nemișcate. Mufla mobilă cântărește 60 g și se ridică odată cu sarcina, deci randamentul η = G·h / (F·s) e sub 100 % chiar și fără frecare. Cu frecare, fiecare roată pierde 5 % din tensiunea firului, iar F e forța la ridicare uniformă. Sarcina are loc să urce cel mult 6 cm, iar căruciorul 24 cm. Riglele sunt gradate în centimetri: cea din stânga măsoară urcarea sarcinii (h), cea din dreapta drumul mâinii (s). Dinamometrul se întinde cu 6 mm la fiecare newton, așa că sarcina coboară puțin când adaugi un disc; h și s se numără de la începutul cursei.