Um zuallererst eine feste Rolle gegenüber einer beweglichen Rolle zu beantworten, unterscheiden wir die Rollen in einigen Punkten und werden später ebenfalls separat darüber sprechen.
Zum Heben schwerer Gegenstände werden sowohl feste als auch bewegliche Riemenscheiben verwendet. Die Drehachse ist der Hauptunterschied zwischen festen und beweglichen Riemenscheiben. Ersteres hat eine feste Drehachse, letzteres eine bewegliche Drehachse, wie der Name schon sagt.
Wir beginnen mit dem grundlegenden Konzept einer Riemenscheibe, bevor wir uns eingehend mit einer festen Riemenscheibe gegenüber einer beweglichen Riemenscheibe befassen.
Die Riemenscheibe:
Eine Schnur oder ein Seil wird um den gerillten Rand einer Holz- oder Metallscheibe gewickelt, um die Riemenscheibe zu bilden. Die Scheibe dreht sich um ihre Achse, die durch das Zentrum verläuft.
Es gibt zwei Möglichkeiten, eine einzelne Riemenscheibe zu verwenden:
Lassen Sie uns über die feste Riemenscheibe im Vergleich zur beweglichen Riemenscheibe sprechen, die im Mittelpunkt dieses Beitrags steht.
Feste Riemenscheibe vs. bewegliche Riemenscheibe: Punkte, an die Sie sich erinnern sollten
Im Folgenden wird der Unterschied zwischen fester und beweglicher Riemenscheibe beschrieben:
| Parameter | A Feste Riemenscheibe | A Bewegliche Riemenscheibe |
| Definition | Die Achse, um die sich die Scheibe dreht, ist fest. | Die Achse, um die sich die Scheibe dreht, ist eher beweglich als fest. |
| Die Lastaufnahme | Hier wird die zu hebende Last am einen Ende des Seils befestigt. | Hier wird die zu hebende Last direkt mit der Umlenkrolle befestigt. |
| Richtung und Größe der Kraft | Diese Riemenscheibe kann nur die Richtung der Kraft ändern, aber nicht die Größe der Kraft. | Diese Riemenscheibe kann sowohl die Richtung der Kraft als auch die Größe der Kraft ändern. |
| Verwenden Sie die | Es ist diejenige, die eine bessere Richtung vorgibt, um Anstrengung anzuwenden. | Es ist der Kraftmultiplikator. |
| MA | Der mechanische Vorteil dieser Riemenscheibe beträgt 1. | Der mechanische Vorteil dieser Riemenscheibe beträgt 2. |
| VR | Das Geschwindigkeitsverhältnis dieser Riemenscheibe beträgt 1. | Das Geschwindigkeitsverhältnis dieser Riemenscheibe beträgt 2. |
| Beispiel | Riemenscheibe im Brunnen verwendet | Riemenscheibe im Reißverschlussfutter verwendet |
Schauen wir uns nun beide Riemenscheiben unabhängig voneinander an.
Eine feste Riemenscheibe:
Feste Rolle bezieht sich auf ein Rollensystem, bei dem die Rolle an einem festen Punkt montiert ist und die Last an einem Ende eines Seils mit vernachlässigbarer Masse befestigt ist, das durch den gerillten Rand der Scheibe oder des Rades verläuft.
Durch die Belastung wird eine Seite des Seils gedehnt. Durch die Dehnung entsteht Spannung im Seil. Die im Seil erzeugte Last und Spannung haben entgegengesetzte Richtungen. Da jedoch die Belastung die Ursache der Spannung ist, hat sie die gleiche Größe wie die aufgebrachte Belastung. Wenn wir die aufgebrachte Last als L und die Seilspannung als T darstellen, können wir schreiben:
L = T
Auf der anderen Seite des Seils bemüht sich die Person, das Objekt anzuheben. Dadurch wird das Seil wiederum durch Kraftaufwand gedehnt und Spannung erzeugt. Hier ist die Spannung auf die von einer Person ausgeübte Anstrengung zurückzuführen; somit haben beide die gleiche Größe, aber entgegengesetzte Richtungen.
Wenn wir die angewandte Anstrengung als E darstellen, können wir schreiben:
E = T
Somit ist der mechanische Vorteil der festen Riemenscheibe:
∴ MA =1
Somit eine feste Riemenscheibe gibt Ihnen keinen mechanischen Vorteil. Es gibt Ihnen nur eine bessere Richtung, um ein Objekt mit Ihrem ganzen Gewicht anzuheben. Dies bedeutet, dass Sie die Kraft wie die des Ladegewichts anwenden müssen.
L = E
Da Last und Kraftaufwand gleich groß sind, ist auch die von beiden zurückgelegte Strecke gleich. Wenn wir also die von der Last zurückgelegte Strecke als Ld und durch Anstrengung zurückgelegte Distanz als Ed, dann können wir schreiben:
Ld = Ed
Wenn beide Strecken die gleiche Zeit benötigen, um zu reisen, dann ist das Geschwindigkeitsverhältnis:
∴ VR = 1
Somit, Effizienz der festen Riemenscheibe:
∴ ???? = 100 %
Dadurch wird die Last nach oben gehoben, genauso wie Sie die Kraft nach unten ausüben.
Die im Brunnen verwendete Rolle, Fahnenmast sind Beispiele der feststehenden Riemenscheibe.
Eine bewegliche Riemenscheibe:
Eine bewegliche Rolle bezieht sich auf ein Rollensystem, bei dem die Rolle direkt an der Last befestigt ist. Am Festpunkt ist ein Ende eines Seils mit vernachlässigbarer Masse befestigt, das durch den gerillten Rand der Scheibe oder des Rades läuft, das andere Ende ist frei.
Das freie Ende des Seils dient zum Aufbringen der Kraft. Die Last wird mit der Rolle zwischen dem festen Ende und einem freien Ende des Seils gehalten. Dadurch kommt es aufgrund der Belastung auf beiden Seiten des Seils zu Spannungen. Da die Last für die Spannung auf beiden Seiten des Seils verantwortlich ist, können wir schreiben:
T + T = L
L = 2T
Durch die aufgebrachte Kraft entsteht nun auch Spannung im Seil. Somit können wir schreiben:
E = T
∴L = 2E
Somit beträgt die aufgebrachte Kraft die Hälfte der Last.
Somit ergibt sich der mechanische Vorteil der beweglichen Riemenscheibe durch:
∴ MA = 2
Es zeigt, dass mit weniger Kraftaufwand mehr Last gehoben werden kann. Somit wird diese Riemenscheibe als Kraftvervielfacher verwendet.
Nun wird die von der Kraft zurückgelegte Strecke gegenüber der von der Last zurückgelegten Strecke verdoppelt. Dies geschieht, weil durch Kraftaufwand nicht nur Last, sondern auch das Seil mit Fixpunkt angehoben wird. Somit ist das Geschwindigkeitsverhältnis für die bewegliche Riemenscheibe:
VR = 2
Somit ist der Wirkungsgrad einer beweglichen Riemenscheibe:
???? = 100 %
Die Riemenscheibe, die in modernen Aufzügen, Baukranen verwendet wird Beispiele für die bewegliche Riemenscheibe.
Der 100-prozentige Wirkungsgrad ist nur unter idealen Bedingungen möglich, da Reibung in der Realität immer vorhanden ist. Infolgedessen ist MA in der Realität immer < 1 und damit die Effizienz ???? ist auch immer < 100 %.
Was macht die bewegliche Riemenscheibe, was eine feste Riemenscheibe nicht tut?
Eine feste und eine bewegliche Rolle werden beide verwendet, um schwere Gegenstände zu heben.
Eine feste Rolle kann Ihnen nur eine bessere Richtung geben, um ein Objekt anzuheben. Aber eine bewegliche Rolle hilft Ihnen, einen Gegenstand mit der Hälfte des Kraftaufwandes zu heben als die Last. Somit kann die Verwendung einer beweglichen Riemenscheibe bei gleichem Lastaufwand reduziert werden, dies kann jedoch bei einer festen Riemenscheibe nicht passieren.
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