Что такое выигрыш в силе полиспаста?
Система блоков (полиспаст) облегчает подъём тяжёлых грузов, «обменивая» путь на силу. Выигрыш в силе показывает, во сколько раз система увеличивает приложенное вами усилие. Для идеального полиспаста выигрыш в силе равен числу ветвей троса, которые непосредственно держат подвижный блок с грузом.
Как пользоваться калькулятором
Введите число несущих ветвей троса (посчитайте каждый отрезок троса, тянущий подвижный блок вверх) и вес груза в ньютонах. Калькулятор покажет выигрыш в силе и усилие, которое нужно приложить, чтобы удержать или медленно поднять груз. Если у вас задана масса в килограммах, умножьте её на 9,81, чтобы перевести в ньютоны.
Разбор формулы
Обе формулы просты:
$$\text{ВС} = N \qquad \text{Усилие} = \frac{\text{Груз}}{\text{ВС}}$$где \(N\) — число несущих ветвей троса. Поскольку энергия сохраняется, трос, который вы вытягиваете, должен пройти путь в \(N\) раз больший, чем поднимается груз. Это идеальный случай без трения — на практике требуется чуть большее усилие, чтобы преодолеть трение и жёсткость троса.
Пример расчёта
Допустим, в системе 4 несущие ветви троса, и нужно поднять груз весом 1000 Н. Выигрыш в силе равен \(\text{ВС} = 4\). Необходимое усилие составит
$$1000 \div 4 = 250\ \text{Н}$$При этом на каждый 1 метр подъёма груза вам придётся вытянуть 4 метра троса.
Частые вопросы
Как считать несущие ветви? Считайте только те отрезки троса, которые тянут вверх подвижный блок с грузом. Ветви, идущие к неподвижному блоку и служащие лишь для смены направления, выигрыша в силе не дают.
Всегда ли добавление блоков уменьшает усилие? В идеале — да, но каждый блок добавляет трение и вес, поэтому после определённого предела реальная польза снижается.
Влияет ли это на длину троса? Да — чем больше выигрыш в силе, тем больше троса придётся вытянуть, чтобы переместить груз на заданное расстояние.
