Kas ir skriemelis?

Pamatkomponenti

Inženieri parasti runā par “vienkāršām mašīnām” sešās dažādās kategorijās: slīpās plaknes, sviras, skrūves, ķīļi, ritenis un asis, kā arī skriemeļi. Visi ir izgatavoti no pamata, ikdienas komponentiem, un visi vienā vai otrā veidā padara cilvēku darbu vienkāršāku. Trīši parasti visvairāk nodarbojas ar lielu priekšmetu pacelšanu un pārvietošanu.

Visvienkāršākajā veidā šis instruments sastāv tikai no riteņa ar rievu. Rievas iekšpusē atrodas virve, josta vai kabelis. Šo mehānismu var izmantot atsevišķi vai savienot ar citiem skriemeļu sistēmā. Jo lielāks ir skriemeļu skaits sistēmā, jo mazāks spēks būs nepieciešams objekta pacelšanai.

Sistēmas veidi

Ir trīs pamata sistēmu veidi: (1) fiksēta, ar fiksētu asi; (2) pārvietojama, ar brīvu asi; un (3) saliktas ar fiksētu un kustīgu asu kombināciju. Kustīgās un saliktās asis, reizinot spēku, mēdz būt efektīvākas nekā fiksētās sistēmas.

Riteņu un virvju instrumentus var izmantot arī kopā ar citiem instrumentiem konkrētākiem mērķiem. Tā sauktā “siksnas un skriemeļa sistēma” ir viens no piemēriem. Tās mēdz būt “slēgtas” sistēmas, kurās vairāki riteņi ar rievām ir savienoti ar vienu apļveida, savienotu siksnu un ir paredzēti enerģijas pārvadīšanai un pastiprināšanai, nevis taisnai celšanas jaudai.

Pacelšanas priekšrocības

Viena no lielākajām šāda veida mašīnu priekšrocībām ir spēja pārvietot smagus priekšmetus un novirzīt celšanas enerģiju, nepieliekot lielu spēku. Kopumā, jo smagāks priekšmets, jo lielāks spēks cilvēkam jāpieliek, lai to pārvietotu. Šīs enerģijas novirzīšana pa virvi un ap riteni — vai riteņu sēriju atkarībā no objekta svara &madash; var padarīt kopējo piepūli, ko parasti sauc par “pacelšanas priekšrocību”, daudz efektīvāku.

Piemēram, cilvēkam parasti būs jāpieliek aptuveni 4,54 kg spēks, lai paceltu 4,54 kg smagumu, un vairumā gadījumu šis spēks būs jāpieliek ar taisnu kustību uz augšu. Ja svars ir piestiprināts pie skriemeļa, cilvēkam joprojām būs jāpieliek tāds pats izmērītais spēks, taču mainās virziens, kādā tas jāpieliek. Kad persona ir piestiprināta pie virvju sistēmas, tai ir jāvelk uz leju, nevis jāceļ uz augšu. Tādējādi tiek efektīvāk izmantots indivīda ķermeņa svars un slodze.

Jo vairāk riteņu ir noteiktā sistēmā, jo efektīvāka tā būs. Ja, piemēram, svars ir piestiprināts pie divām sistēmām, cilvēkam būs jāpieliek tikai 2,27 kg spēks. Četriem būs nepieciešami 2.5 (1.13 kg) spēka un tā tālāk.

Izplatīti piemēri

Šos rīkus var atrast daudzos mūsdienu iestatījumos. Lifti, iespējams, ir vieni no visizplatītākajiem: lai gan tie nav redzami ārpusē, lielas rotējošu riteņu un kabeļu sistēmas palīdz automašīnām pārvietoties uz augšu un uz leju. Vairumā gadījumu tos kontrolē datori un tiek pacelti ar mehāniskiem līdzekļiem, nevis ar darbaspēku, taču efektivitāte ir tāda pati. Daudzi automašīnu dzinēji ir atkarīgi arī no siksnu sistēmām, kas palīdz pārnest enerģiju no dzinēja uz riteņu vārpstām un citām kustīgajām daļām. Buru laivas tās bieži izmanto, lai kontrolētu buru spriegojumu, un tās ir izplatītas arī celtņos un citās iekārtās.