定滑輪10大好處

在力學裏,典型的滑輪(pulley)是可以繞着中心軸旋轉的圓輪。 在圓輪的圓周面具有凹槽,將繩索纏繞於凹槽,用力牽拉繩索兩端的任一端,則繩索與圓輪之間的摩擦力會促使圓輪繞着中心軸旋轉。 滑輪主要的功能是牽拉負載、改變施力方向、傳輸功率等等。

使用中,省力多少和繩子的繞法,決定於滑輪組的使用效果。 繞繩的原則是:當定滑輪和動滑輪數量相等時,繩子的自由端可以從動滑輪出來,也可以從定滑輪出來,而且從定滑輪出來時,繩子的固定端掛在定滑輪上;從動滑輪出來時,繩子的固定端掛在動滑輪上。 他們數量不相等時,繩子的自由端從多的那一邊出來,繩子的固定端掛在少的那一邊。

它不能改變力的方向,但最多能夠省一半的力,但是不省功。 滑車組的特性是使用單獨一條繩索來傳輸張力,通過一個或多個滑輪,達成提升或移動負載的目的。 假設繩索的質量為零,則繩索的任意位置所感受到的張力都一樣。 假設滑車組系統不耗散或儲存能量,則其機械利益等於作用於負載的拉力的數目。 首先,滑車組的每一個滑輪只能有一條繩索纏繞於其凹槽,這可以當作從滑輪引出兩條繩索段。

也就是説,我們使用定滑輪所用的力氣和不使用定滑輪所用的力氣是一樣的。 但是我們可以通過一個簡單的滑輪組來克服它的缺點。 在我國,約完成於周安王14年癸巳(公元前388年)墨翟(人稱墨子)和他的弟子們寫的著作《墨經》中就有關於滑輪的記載。 中心軸固定不動的滑輪叫定滑輪,是變形的等臂槓桿,不省力但可以改變力的方向。

定滑輪: 滑輪、滾子及輪軸

這浮雕展示的是一種非常簡單的滑輪,只能改變施力方向,主要目的是為了方便施力,並不會給出任何機械利益。 在中國,滑輪裝置的繪製最早出現於漢代的畫像磚、陶井模。 在《墨經》裏也有記載關於滑輪的論述。 關於滑輪的繪品最早出現於一幅西元前八世紀的亞述浮雕。 在以上知識的基礎上,我們就可以討論滑輪省力的物理原理。 對於定滑輪,上面討論的是理想機械,實際使用定滑輪時,要考慮轉軸摩擦、繩子和滑輪之間的摩擦,所以,使用定滑輪不能省力,不在本文討論之列。

定滑輪的實質是個等臂槓桿,動力臂L1、阻力臂L2都等於滑輪半徑。 「定滑輪」只有1個繩段負載了重物,所以機械利益是1。 換句話說,付出的拉力與物件重量相等,不省力也不需額外費力。 這瑕疵所造成的誤差不大,可以被忽略,前面所做數值分析大約正確。 滑輪組是由一定數量的定滑輪和動滑輪以及繞過它們的繩索組成。

中心軸跟重物一起移動的滑輪叫動滑輪,是變形的不等臂槓桿,能省一半力,但不改變力的方向。 實際中常把一定數量的動滑輪和定滑輪組合成各種形式的滑輪組。 阿基米德詳細地解釋了滑輪的運動學理論,據說阿基米德曾經獨自使用複式滑輪拉動一艘裝滿了貨物與乘客的大海船。 西元一世紀,希羅分析並且寫出關於複式滑輪的理論,證明了負載與施力的比例等於承擔負載的繩索段的數目,即“滑輪原理”。

提升重物時,如果兩邊繩子平行,動力臂為阻力臂的兩倍;動滑輪平衡時,動力為阻力的一半。 因此若不計動滑輪自身所受的重力,使用動滑輪可以省一半力,但這時卻不能改變用力的方向,向上拉繩才能將重物提起。 軸的位置隨被拉物體一起運動的滑輪稱為動滑輪。 動滑輪實質是動力臂等於2倍阻力臂的槓桿(省力槓桿)。

大約在西元前330年,亞里士多德在著作《機械問題》(《Mechanical Problems》)裏的第十八個問題,專門研討“複式滑輪”系統。 阿基米德貢獻出很多關於簡單機械的知識,詳細地解釋滑輪的運動學理論。 據説阿基米德曾經獨自使用複式滑輪拉動一艘裝滿了貨物與乘客的大海船。 西元一世紀,亞歷山卓的希羅分析並且寫出關於複式滑輪的理論,證明了負載與施力的比例等於承擔負載的繩索段的數目,即“滑輪原理”。 這是因為使用動滑輪時,鈎碼由兩段繩子吊着,每段繩子只承擔鈎碼重的一半。 使用動滑輪雖然省了力,但是動力移動的距離是鈎碼升高的距離的2倍,即費距離。

許多現代交通工具中的輪子,其實都是滾子演變而來。 現代機械部件內所用的滾珠,亦是由滾子發展而成。 由於上分析可知,對於電梯、吊車等各種縱向運輸裝置,在啓動、加速階段可以採用大傳動比的傳動系統,而不要採用傳動比小的傳動系統。 滑輪組用幾段繩子吊着物體,提起物體所用的力就是總重的幾分之一.繩子的自由端繞過動滑輪的算一段,而繞過定滑輪的就不算了.

定滑轮就是一种固定不动的滑轮,它的固定并不是简单的固定不动,而是滑轮的中心轴固定不动。 也就是说,我们使用定滑轮所用的力气和不使用定滑轮所用的力气是一样的。 但是我们可以通过一个简单的滑轮组来克服它的缺点。

按滑輪中心軸的位置是否移動,可將滑輪分為“定滑輪”、“動滑輪”;定滑輪的中心軸固定不動,動滑輪的中心軸可以移動,各有各的優勢和劣勢。 而將定滑輪和動滑輪組裝在一起可構成滑輪組,滑輪組不但省力而且還可以改變力的方向。 動滑輪特殊使用時,不省力,所用的力是重物重力的2倍,繩子移動距離是重物移動距離的二分之一。 一個動力臂(L1)為阻力臂(L2)二倍的省力槓桿。 當兩力平行時,可以省1/2力但要多費1倍距離,且不能改變力的方向。 關於滑輪的繪品最早出現於一幅公元前八世紀的亞述浮雕。

由於構造簡單適用於一些較小型的機械。 再複雜些的就是複滑輪,適用於一些大型的機械,例如貨櫃碼頭、輪車等。 其次,按要求確定定滑輪個數,原則是:一個動滑輪一般配一個定滑輪。 力作用方向不要求改變時,偶數段繩子可減少一個定滑輪;要改變力作用方向,需增加一個定滑輪。 例如,汽車、火車、輪船等運輸裝置在啓動、加速階段可以採用大傳動比的傳動系統,開足馬力全力衝刺,而不要採用傳動比小的傳動系統。

定滑輪: 定滑輪 帶軸承304不銹鋼U型V型方管平移門軌道輪吊環重型單輪配件

吊繩先繞過動滑輪下方的凹槽,再繞過定滑輪上方的凹槽。 工厂里有一种特殊结构的滑轮,叫做“差动滑轮”(俗称“神仙葫芦”),它由两个直径相差不多且固定在一起的定滑轮和一个动滑轮组成,其示意图如图3所示。 有了它,只需一个人就可以缓缓吊起或移动很重的物体。

另外,在生活中不能忽略動滑輪本身的質量,所以在動滑輪上升的過程中做了額外功,降低機械效率。 也就是説,利用滑輪組牽引物體,在某些條件下使運輸車輛和機械傳動裝置不僅可以省力,而且可以通過將更多的物體輸送至目的地的形式節約能源。 大約在西元前330年,亞里斯托德在著作《機械問題》(《Mechanical Problems》)裏的第十八個問題,專門研討「複式滑輪」系統。 據說阿基米德曾經獨自使用複式滑輪拉動一艘裝滿了貨物與乘客的大海船。 西元一世紀,亞歷山卓的希羅分析並且寫出關於複式滑輪的理論,證明了負載與施力的比例等於承擔負載的繩索段的數目,即「滑輪原理」。 大約在公元前330年,亞里士多德在著作《機械問題》(《Mechanical Problems》)裏的第十八個問題,專門研討“複式滑輪”系統。

多個滑輪共同組成的機械稱為“滑輪組”,或“複式滑輪”。 滑輪組的機械利益較大,可以牽拉較重的負載。 滑輪也可以成為鏈傳動或帶傳動的組件,將功率從一個旋轉軸傳輸到另一個旋轉軸。

定滑轮的功能是改变力的方向,但不能省力。 当牵拉重物时,可使用定滑轮将施力方向转变为容易出力的方向。 使用定滑轮时,施力牵拉的距离等于物体上升的距离,不能省力也不费力。 绳索两端的拉力相等,所以,输出力等与输入力,不计摩擦时,定滑轮的机械效率接近于1。 定滑輪實質是個等臂槓桿,動力臂L1、阻力臂L2都等於滑輪半徑。 根據槓桿平衡條件也可以得出定滑輪不省力和不省距離的結論。

定滑輪: 銹鋼滑輪 單滑輪雙滑輪起重滑輪 定滑輪牽引滑輪鋼絲繩滑輪

滑輪組具有省力和改變力的方向的功能,是起重機械的重要組成部分。 滑輪組共同負擔構建重量的繩索根數稱為工作線數。 通常,滑輪組的名稱以組成滑輪組定滑輪與動滑輪的數目來表示。 如由四個定滑輪和四個動滑輪組成的滑輪組稱為四四滑輪組。

  • 他們數量不相等時,繩子的自由端從多的那一邊出來,繩子的固定端掛在少的那一邊。
  • 繞繩的原則是:當定滑輪和動滑輪數量相等時,繩子的自由端可以從動滑輪出來,也可以從定滑輪出來,而且從定滑輪出來時,繩子的固定端掛在定滑輪上;從動滑輪出來時,繩子的固定端掛在動滑輪上。
  • 演示滑轮组(J2121型),测力计二个,钩码,细绳及支架。
  • 動滑輪可以看做是一個省力槓桿,O為槓桿的支點,滑輪的軸是阻力的作用點。

也就是説,利用滑輪組或減速機提升物體,在某些條件下使運輸車輛和機械傳動裝置不僅可以省力,而且可以通過將更多的物體提升至目的地的形式節約能源。 如果是理想的動滑輪,不計動滑輪的重和摩擦,根據槓桿原理分析,動力臂為阻力臂的2倍,使用動滑輪能省一半的力。 使用動滑輪,動力移動的距離大於重物移動的距離。 定滑輪就是一種固定不動的滑輪,它的固定並不是簡單的固定不動,而是滑輪的中心軸固定不動。

定滑輪

當牽拉重物時,可使用定滑輪將施力方向轉變為容易出力的方向。 使用定滑輪時,施力牽拉的距離等於物體上升的距離,不能省力也不費力。 繩索兩端的拉力相等,所以,輸出力等於輸入力,定滑輪的機械利益等於1。

定滑輪可以改變力的方向,但不能省力地拉動物體。 動滑輪不可以改變力的方向,但能省一半的力地拉動物體。 滑輪組結合了定滑輪和動滑輪,這樣既可以改變力的方向,又能很省力地拉動物體。 若不計滑輪組使用中所做的額外功,動滑輪用的越多越省力。

滑輪是一個周邊有槽,能夠繞軸轉動的小輪。 由可繞中心軸轉動有溝槽的圓盤和跨過圓盤的柔索(繩、膠帶、鋼索、鏈條等)所組成的可以繞着中心軸旋轉的簡單機械叫做滑輪。 按要求確定定滑輪個數,原則是:一般的:兩股繩子配一個動滑輪,一個動滑輪一般配一個定滑輪。 由可繞中心軸轉動有溝槽的圓盤和跨過圓盤的繩、膠帶、鋼索、鏈條等所組成的可以繞著中心軸旋轉的簡單機械叫做滑輪。 例如,若移動物件需要100牛頓的輸出力,但機械只用了25牛頓的輸入力便能將它移動,它的機械利益就是100/25,等於4。

像旗杆顶部的滑轮那样,固定在一个位置转动而不移动的滑轮叫定滑轮。 複滑輪乃是使用二個以上的滑輪,亦即利用滑輪組來為我們省力或適當的運動。 一組複滑輪的施力要依滑輪的組合而定。 滑輪一共分為四種,包括有動滑輪、滑輪、定滑輪和複滑輪。 在日常生活中,大多數機械都是使用動滑輪和定滑輪。

定滑輪

定義「滑車」為一組中心軸同軸的滑輪。 按照滑輪數目不同,滑車可以分為單門滑車、雙門滑車和多門滑車。 按滑車中心軸的位置是否移動,可將滑車分為「定滑車」、「動滑車」:定滑車的中心軸固定不動,動滑車的中心軸可以移動。 如右圖所示,滑車組是由定滑車與動滑車以繩索穿繞組成,定滑車懸掛於上方的固定點,動滑輪吊掛著下方的負載。

柯文思

柯文思

Eric 於國立臺灣大學的中文系畢業,擅長寫不同臺灣的風土人情,並深入了解不同範疇領域。