Alcuni scienziati considerano la vite e il cuneo come tipi speciali di piani inclinati, il che riduce l'elenco a quattro voci. Puoi anche considerare la puleggia come un caso speciale di ruota e asse e ridurre l'elenco a tre elementi. Indipendentemente dal numero di elementi nell'elenco, tuttavia, una puleggia si qualifica come una macchina.

Il rapporto tra la forza di uscita di una macchina e la forza che si applica ad essa è noto come meccanico della macchina vantaggio
(MA). Affinché una macchina sia una macchina, la forza di uscita deve essere maggiore della forza di input, il che significa che il vantaggio meccanico deve essere sempre maggiore di 1. Maggiore è il vantaggio meccanico, minore è la forza che è necessario immettere nella macchina per renderla lavoro.
Il vantaggio meccanico di un sistema di pulegge

È possibile calcolare il vantaggio meccanico di un sistema di pulegge calcolando la forza richiesta per sollevare un carico a una certa altezza senza puleggia (la forza di uscita, F _{O) e quindi il calcolo della forza richiesta per farlo con la puleggia (la forza di ingresso F I). Il vantaggio meccanico è il rapporto tra la forza di uscita e la forza di entrata: MA \u003d F O /F I. Minore è la forza di ingresso rispetto alla forza di uscita, maggiore è il vantaggio meccanico.}

Per un semplice sistema di pulegge, il calcolo del suo vantaggio meccanico è incredibilmente facile. Basta contare il numero di funi che supportano il carico.

Una volta che si conosce il vantaggio meccanico, è possibile calcolare la forza necessaria per sollevare un peso noto. Forza e peso significano la stessa cosa, quindi calcolando il vantaggio meccanico, sarai in grado di capire la riduzione del carico della puleggia.
Per ottenere un vantaggio meccanico, devi tirare più corda

" Aspetta "dici. "Come fai a sapere che il vantaggio meccanico è uguale al numero di corde?" Per rispondere a questa domanda, devi sapere cos'è lavoro
e non il tipo di lavoro che svolgi nel tuo lavoro dalle 9 alle 5.

Per quanto riguarda i fisici, tu lavorare (W) applicando una forza (F) su una distanza (d). Calcoli il lavoro moltiplicando la forza per la distanza:

W \u003d F • d.

Il lavoro è legato all'energia, e poiché una delle leggi fondamentali della natura è che l'energia è sempre conservato, il lavoro deve essere conservato. Se la forza applicata a un sistema di pulegge è inferiore alla forza necessaria per sollevare il carico, qualcosa deve cambiare per rendere la quantità di lavoro effettuata uguale alla quantità di lavoro necessaria per sollevare il carico.

La quantità che Si applica meno forza per sollevare un carico quando si utilizza un sistema di pulegge, ma è necessario tirare più fune per sollevare il carico a una determinata altezza. Se hai un sistema a doppia puleggia, devi tirare il doppio della corda; in un sistema a tripla puleggia, è necessario tirare tre volte di più e così via. In effetti, per qualsiasi sistema di pulegge, puoi calcolare la quantità di fune aggiuntiva che devi tirare contando il numero di funi che sostengono il carico.
Riduzione del peso, della forza e della puleggia

Peso e forza aren quantità diverse. Il peso di un oggetto non è altro che la forza esercitata su di esso dalla gravità, quindi quando si solleva un oggetto, è necessario esercitare una forza pari alla forza gravitazionale. Se hai un sistema a puleggia singola, la puleggia ti consente di tirare verso il basso la fune invece che verso l'alto, il che è decisamente più semplice, ma la forza che eserciti è ancora uguale al peso del carico che stai sollevando.

Se si aggiunge una puleggia sotto la prima, avvolgere la fune attorno a entrambe le pulegge e sospendere un carico dalla seconda puleggia, il carico è ora supportato da due funi. Il vantaggio meccanico di questo nuovo sistema di pulegge migliorato è quindi 2, e ciò significa che devi solo esercitare una forza pari alla metà del peso del carico per sollevarlo. Sospendi una terza puleggia dalla prima, avvolgi la fune in modo che tre funi sospendano il carico e la forza che devi esercitare per sollevare il carico è solo un terzo del suo peso.

Potresti dire , in generale, che la riduzione del carico della puleggia è il reciproco del numero di funi che sostengono il carico, ma pochi pratici sistemi di pulegge hanno più di quattro funi. Di conseguenza, la riduzione massima del carico sulla puleggia che è possibile realizzare è un quarto del peso del carico. In realtà, l'effettiva riduzione del carico è leggermente inferiore a quella dovuta al fatto che devi tenere conto dell'attrito nelle pulegge.
Un esempio di calcolatore del peso della puleggia

Supponi di poter sollevare da solo una persona da 200 libbre, ma questo è il limite delle tue capacità di sollevamento pesi. Potresti escogitare un sistema di carrucole per sollevare un'automobile da 2.000 libbre? Probabilmente non perché anche un sistema a quattro pulegge ridurrebbe il peso di solo un quarto, e questo è ancora di 500 libbre.

Supponiamo che tu possa sistemare un paio di sistemi di pulegge e ottenere un amico, che è forte come tu, per tirarne uno. Avresti ancora problemi, ma potresti essere in grado di farlo perché ogni puleggia solleverebbe la metà del peso, o 1.000 libbre, e un quarto di quel peso è di 250 libbre. Se hai aggiunto una terza puleggia e una terza persona al lavoro, tuttavia, ogni persona dovrebbe esercitare solo 167 libbre di forza, il che rientra nelle sue capacità, quindi questo sistema funzionerebbe facilmente.

Una puleggia il calcolatore del peso non dipende dal peso che solleverà per primo quando la fune viene tirata perché se una persona tira prima delle altre due, la macchina non si muoverà. Tutte e tre le persone devono tirare contemporaneamente per condividere correttamente il carico e distribuire uniformemente il peso tra le tre pulegge. Quando le tre persone lavorano simultaneamente, ci sono, in effetti, 12 corde che sostengono l'auto, il che rende il vantaggio meccanico del sistema di pulegge 12 e riduce la forza netta richiesta per sollevare il veicolo a 2.000 ÷ 12 \u003d 167 libbre.