Koło pasowe to prosta maszyna, która została zaprojektowana w czasach starożytnych, ale nadal jest podstawą wielu nowoczesnych maszyn. Jest to zasadniczo koło, przez które nawinięta jest lina lub inny sznur. Jeden koniec liny jest zwykle zakotwiczony do ciężaru lub innego obciążenia, a gdy wolny koniec jest ciągnięty — zwykle przez człowieka, ale prawdopodobnie także przez maszynę — koło zmienia kierunek przyłożonej siły i znacznie ułatwia podnieść dołączony ciężar. Tego typu narzędzie jest dostępne w wielu różnych rozmiarach i różnych odmianach, ale prawie we wszystkich przypadkach cel jest ten sam, a mianowicie ułatwienie podnoszenia ciężkich przedmiotów i wydajniejsze kierowanie energii.
Podstawowe składniki
Inżynierowie zazwyczaj mówią o „prostych maszynach” w sześciu różnych kategoriach: płaszczyzny pochyłe, dźwignie, śruby, kliny, koła i osie oraz koła pasowe. Wszystkie wykonane są z podstawowych, codziennych elementów iw ten czy inny sposób ułatwiają ludziom pracę. Koła pasowe są zwykle najbardziej związane z podnoszeniem i przenoszeniem dużych obiektów.
W swojej najbardziej podstawowej formie narzędzie to składa się z niewiele więcej niż koła z rowkiem. Wewnątrz rowka biegnie lina, pasek lub kabel. Mechanizm ten może być używany samodzielnie lub łączony z innymi w systemie bloczkowym. Im większa liczba krążków w systemie, tym mniejsza siła będzie potrzebna do podniesienia obiektu.
Rodzaje systemów
Istnieją trzy podstawowe typy systemów: (1) stały, ze stałą osią; (2) ruchome, ze swobodną osią; oraz (3) mieszanka, z kombinacją osi stałych i ruchomych Osie ruchome i mieszane, poprzez zwielokrotnienie siły, wydają się być bardziej wydajne niż systemy stałe.
Narzędzia kołowe i linowe mogą być również używane w połączeniu z innymi narzędziami do bardziej szczegółowych celów. Jednym z przykładów jest tak zwany „system pasów i kół pasowych”. Są to zwykle systemy „zamknięte”, w których kilka rowkowanych kół jest połączonych jednym okrągłym, połączonym paskiem i są zaprojektowane do przenoszenia i wzmacniania energii, a nie prostoliniowego podnoszenia.
Zaleta podnoszenia
Jedną z największych zalet tego typu maszyny jest możliwość przenoszenia ciężkich przedmiotów i kierowania energii podnoszenia bez wywierania dużej siły. Ogólnie rzecz biorąc, im cięższy przedmiot, tym większą siłę musi wywierać osoba, aby go poruszyć. Kierowanie tej energii w górę liny i wokół koła — lub serii kół, w zależności od wagi przedmiotu &madash; może sprawić, że ogólny wysiłek, który jest powszechnie znany jako „przewaga w podnoszeniu”, będzie znacznie bardziej wydajny.
Na przykład, osoba zazwyczaj będzie musiała przyłożyć około 10 kilograma siły, aby podnieść ciężar o wadze 4.5 kilograma, a w większości przypadków siła ta będzie musiała być przyłożona ruchem prostym do góry. Jeśli obciążnik jest przymocowany do bloczka, osoba nadal będzie musiała wywierać tę samą zmierzoną siłę, ale kierunek, w którym ma być wywierany, się zmienia. Po przymocowaniu do systemu linowego, osoba musi ciągnąć w dół, a nie podnosić. To sprawia, że bardziej efektywnie wykorzystuje się masę ciała i wysiłek.
Im więcej kół jest w danym systemie, tym prawdopodobnie będzie wydajniejszy. Jeśli na przykład obciążnik jest przymocowany do dwóch systemów, osoba będzie musiała wywierać tylko 5 funtów (2.26 kg) siły. Cztery będą wymagały siły 2.5 (1.13 kg) i tak dalej.
Typowe przykłady
Narzędzia te można znaleźć w wielu nowoczesnych ustawieniach dnia. Windy są prawdopodobnie jednymi z najczęstszych: chociaż nie są widoczne na zewnątrz, duże systemy obracających się kół i kabli pomagają samochodom poruszać się w górę iw dół. W większości przypadków są one kontrolowane przez komputery i podnoszone za pomocą środków mechanicznych, a nie siły roboczej, ale wydajność jest taka sama. Wiele silników samochodowych jest również zależnych od systemów pasowych, które pomagają przenosić energię z silnika na wały kół i inne ruchome części. Żaglówki często używają ich do kontrolowania naprężenia żagli i są również powszechne w dźwigach i innych maszynach.