この記事では動滑車とは何かについて説明します。このようにして、動滑車の意味、動滑車の仕組み、さらに動滑車と定滑車の違いについて学びます。
動滑車とは何ですか?
動滑車とは、運転中に動く滑車のことです。簡単に言えば、動滑車は、使用時に静止しないタイプの滑車です。
通常、動滑車には一方の固定端ともう一方の可動端があり、車軸に吊り下げられた荷重に打ち勝つ力が加えられたときに動くことができます。
動滑車の主な特徴は、機械的な利点、つまり荷物を持ち上げるのに必要な力を軽減できることです。具体的には、動滑車により必要な力が半減します。
また、動滑車は力の方向や大きさを変えることができるため、単純な機械と言えます。実際、あらゆるタイプの滑車は単純な機械です。
動滑車の要素
動滑車の定義を踏まえ、概念をよりよく理解するために、このタイプの滑車を構成する要素を以下に示します。
- 動力 (P) : プーリーにかかる荷重に対抗するためにプーリーにかかる力です。言い換えれば、力は荷物を持ち上げるために使用しなければならない力です。
- 抵抗 (R) : これは、プーリーとともに移動させたい荷重によって発揮される力です。言い換えれば、それは私たちが克服しなければならない力です。
- 張力 (T) : サポートがプーリーを保持するためにプーリーに及ぼす力です。動滑車では張力の値が動力に相当します。
物理学では、動滑車は支点と動力の間に抵抗があるため、第 2 種レバーとみなすこともできます。
動滑車式
動滑車では、力は抵抗の半分になります。したがって、動滑車を特徴付ける公式は P=R/2 となり、これは荷物を持ち上げるために加えなければならない力がその重量の半分に等しいことを意味します。
また、動滑車と荷重を支持するブラケットの引張力は、加えた力に相当します。
したがって、荷重が生み出す抵抗は、引張力と力の値を加算することで計算できます。
これらの公式はすべて、動くプーリーに平衡条件を適用することによって得られます。したがって、これらの式はプーリーが機械的に平衡状態にある場合にのみ満たされます。
動滑車と定滑車
最後に、定滑車とは何か、動滑車と定滑車の違いは何なのかを見ていきます。
名前が示すように、定滑車は、使用中に静止したままになるタイプの滑車です。一般に、定滑車は、軸によって滑車を支持するサポートに埋め込まれています。
したがって、動滑車と定滑車の違いは動作時の動きです。動滑車は使用中に動きますが、定滑車は常に同じ場所に留まります。
通常、定滑車と動滑車は、それぞれのタイプの滑車を活用するために組み合わせられます。次の図を見てください。
