Una puleggia di blocco e attacco è una macchina che riduce notevolmente la quantità di forza necessaria per spostare o sollevare un oggetto come una cassa pesante. Una puleggia standard è composta da una singola ruota su un asse con una fune che vi scorre sopra. Di per sé, una puleggia può solo cambiare la direzione di una forza applicata a un oggetto. Un sistema di pulegge che lavorano insieme può formare un blocco e un placcaggio, il che moltiplica la forza oltre a cambiare la direzione della forza, il che significa che è necessaria meno forza per muovere un oggetto. Il grado in cui il blocco e il placcaggio moltiplicano la forza è il suo vantaggio meccanico.

Funzione

Il blocco e il placcaggio sono frequentemente usati in aree dove non sono disponibili macchinari pesanti e invece la forza umana deve essere sostituita. Nell'antichità, blocchi e paranchi venivano usati nei progetti di costruzione per spostare carichi pesanti. Nell'era moderna, sono usati frequentemente su barche dove sarebbe poco pratico avere una gru o altri macchinari per il sollevamento pesante.

Sollevamento con una puleggia

Se stessimo tentando di sollevare un 200 lb. cassa dal pavimento alle travi di un edificio, potremmo farlo usando una semplice puleggia. Avremmo messo una carrucola nelle travi e passare una corda attraverso di essa, attaccando un'estremità della corda alla cassa. Tirando l'altra estremità della corda (la parte di trasporto), potremmo sollevare la cassa nelle travi. In questo sistema, ogni volta tiriamo la corda di un piede con 200 libbre. di forza, solleviamo la cassa di un piede. Sollevamento con qualcosa di meno di 200 libbre. di forza non muoverà la nostra cassa da 200 libbre.

Sollevamento con un blocco e placcaggio

Se, invece di attaccare la corda direttamente alla cassa, l'abbiamo passata attraverso una nuova puleggia attaccata a la cassa e poi attaccato l'estremità della fune alle travi, avremmo un blocco e un placcaggio. Ora, ogni volta che tiravamo l'estremità libera della fune, la fune doveva viaggiare tra le travi e la cassa due volte. Dovremmo tirare due piedi sulla corda per sollevare la cassa di un solo piede. Tuttavia, dovremmo solo tirare con 100 libbre. di forza.

Vantaggio meccanico

Questa disparità tra la quantità di forza richiesta per spostare un oggetto e il peso dell'oggetto è il vantaggio meccanico del blocco e del placcaggio. Questa è la stessa differenza tra la quantità di corda che tiriamo rispetto alla distanza in cui si muove l'oggetto. Per calcolare il vantaggio meccanico, possiamo dividere il peso dell'oggetto sollevato dalla forza richiesta per sollevarlo oppure possiamo dividere la quantità di corda che dobbiamo tirare per la distanza in cui si muove l'oggetto. Per trovare il vantaggio meccanico della nostra macchina con il primo metodo, dividiamo il peso della cassa, 200 libbre, in base alla quantità di forza richiesta per sollevarlo, 100 libbre, dandoci un vantaggio meccanico di due. Dividendo la quantità di corda che tiriamo alla volta, 2 piedi, dalla distanza in cui si alza la cassa, un piede, ci dà la stessa risposta. Come regola generale, il numero di lunghezze di corda tra le due pulegge in un blocco e l'attrezzatura corrisponde al vantaggio meccanico della macchina. Nella nostra macchina la corda passa dalla puleggia superiore alla puleggia inferiore e torna alle travi: due lunghezze di corda ci danno il vantaggio meccanico di due.

Forza e lavoro

Anche se un blocco e un placcaggio diminuiscono la quantità di forza necessaria per spostare un oggetto, non modifica la quantità di lavoro. Ad esempio, un blocco e un placcaggio con un vantaggio meccanico di quattro consentirà di sollevare un oggetto da 4 libbre con solo 1 libbra di forza. Tuttavia richiede anche di tirare 4 piedi di corda per sollevare l'oggetto di un piede.

Attrito

Quando un oggetto si muove contro un altro oggetto, parte dell'energia dell'oggetto in movimento si perde per attrito . In un blocco e un paranco, un certo attrito nelle pulegge ridurrà il vantaggio meccanico della macchina. Per includere l'attrito nel calcolo del vantaggio meccanico di un blocco e un placcaggio, dividere il peso dell'oggetto sollevato dal peso necessario per sollevarlo.