In der klassischen mechanischen Physik ist eine Riemenscheibe neben der eine der sechs "einfachen Maschinen" Hebel, schiefe Ebene, Schraube, Rad und Achse, und Keil. In der klassischen Beschreibung der Renaissance-Wissenschaftler, die sie zuerst definiert haben, ist eine einfache Maschine ein Gerät, das die Richtung oder Größe einer Kraft ändert.
Bildnachweis: Hemera Technologies / AbleStock.com / Getty ImagesEine Riemenscheibe ist eine der drei klassischen "einfachen" Maschinen.Eine Riemenscheibe besteht aus einem Seil und einer Nabe oder "Trommel", in der sich ein mit einer Achse versehenes Rillenrad befindet. Die Riemenscheibe hat unter vielen Umständen ein breites Anwendungsspektrum und kann verwendet werden, um eine Vielzahl von Bewegungs- und Hebeaufgaben zu vereinfachen. Es gibt drei grundlegende Arten von Riemenscheiben, eine, die die Richtung der Kraft ändert, eine, die die Größe ändert, und eine, die sowohl die Größe als auch die Richtung ändert.
Feste Riemenscheibe
credit: Wiki CommonsEine feste Rolle ändert die Richtung der Kraft, die zum Bewegen eines Objekts erforderlich istEine feste Rolle ist eine, bei der die Trommel an einer einzigen Stelle befestigt ist. Während die zum Anheben oder Bewegen eines Objekts erforderliche Kraft nicht anders ist als beim Anheben von Hand, können Sie mit der festen Rolle die Richtung der erforderlichen Kraft ändern. Wenn Sie beispielsweise einen Eimer anbringen, der Wasser aus einem Brunnen zieht, können Sie mit einem festen Zug bequemer seitlich ziehen, um den Eimer anzuheben, als wenn Sie einen Eimer Wasser vertikal Hand über Hand nach oben ziehen würden. Der Wassereimer fühlt sich immer noch wie das gleiche Gewicht an, aber das Heben ist bequemer.
Bewegliche Riemenscheibe
Gutschrift: Wiki CommonsEine bewegliche Riemenscheibe hat eine bewegliche Achse und bietet einen mechanischen Vorteil, da sie weniger Kraft benötigt, um ein Objekt zu bewegen.Bei einer beweglichen Rolle bewegt sich die Trommel, während Sie die Last bewegen. Es gibt keine Änderung der Kraftrichtung, die Sie anwenden müssen, aber die Last "fühlt" sich leichter an als sie ist. Wenn Sie beispielsweise einen schweren Heuballen in den Dachboden einer Scheune befördern, fühlt sich die Ladung mit einer beweglichen Rolle viel leichter an, obwohl die Richtung, in die Sie ziehen, dieselbe ist.
Verbundsystem
credit: Wiki commonsEin Verbundscheibensystem umfasst sowohl eine feste als auch eine bewegliche Scheibe.In einem Verbundscheibensystem gibt es sowohl eine bewegliche Scheibe als auch eine feste Scheibe. Dies bedeutet, dass sich die Ladung nicht nur leichter anfühlt, sondern Sie auch die Richtung der Kraft ändern können. Obwohl diese Art der Konfiguration es ermöglicht, schwere Lasten sehr leicht zu bewegen, besteht der Nachteil darin, dass für die Ausführung der Arbeit erheblich mehr Bewegung erforderlich ist.
Komplexe Flaschenzugsysteme
credit: Wiki CommonsEin komplexes Flaschenzugsystem verwendet mehrere Blöcke mit jeweils mehreren Rädern.Riemenscheiben können auf eine beliebige Anzahl von Arten multipliziert werden, um eine Vielzahl von Aufgaben zu erfüllen. EIN blockieren und angehenBeispielsweise handelt es sich um eine Riemenscheibenkonfiguration, die zwei oder mehr einzelne Trommeln enthält, von denen jede zwei oder mehr Räder enthält, die sich auf derselben Achse drehen. Das Seil läuft zwischen den Trommeln der Riemenscheibe hin und her und wickelt sich durch die einzelnen Räder in diesen Trommeln. Diese Konfigurationen können recht aufwändig sein, wie dies manchmal bei großen Segelbooten der Fall ist, bei denen ein einzelner Segler Segel steuern muss, die einer enormen Kraft durch starken Wind ausgesetzt sind.
Solche komplexen Flaschenzugsysteme können enorm schwere Lasten bewegen, sofern sie sehr fest verankert sind. Aber während der Größe Der Kraftaufwand ist stark reduziert, die Menge von dieser verringerten Größe (der Betrag, den das Seil zurücklegen muss, um die Arbeit auszuführen) ist stark erhöht.
