ορισμός τροχαλίας
Η τροχαλία είναι μια συσκευή που έχει σχεδιαστεί για να ανυψώνει πολύ βαριά αντικείμενα. Αυτό το απλό μηχάνημα βασίζεται στην αρχή του Αρχιμήδη, σύμφωνα με την οποία από ένα σημείο υποστήριξης είναι δυνατή η μετακίνηση ενός αμαξώματος.
Η τροχαλία δεν είναι τίποτα περισσότερο από έναν αυλακωτό τροχό που περιστρέφεται γύρω από έναν άξονα. Ένα σχοινί περνά μέσα από το κανάλι που συνδέεται με το προς ανύψωση φορτίο, ενώ ασκείται μια συγκεκριμένη δύναμη στο άλλο άκρο του σχοινιού.
Οι πρώτες τροχαλίες σχεδιάστηκαν ακριβώς από τον Αρχιμήδη τον τρίτο αιώνα π.Χ. Γ με σκοπό τη διευκόλυνση εργασιών πολιτικού και στρατιωτικού μηχανικού.
Πώς λειτουργεί μια απλή τροχαλία
Μια απλή τροχαλία έχει έναν τροχό στον οποίο υπάρχει μια αυλάκωση στην περίμετρο του και ο εν λόγω τροχός περιστρέφεται σε έναν κεντρικό άξονα. Αυτή η τροχαλία επιτρέπει την αλλαγή της κατεύθυνσης και της κατεύθυνσης της εφαρμοζόμενης προσπάθειας και η απόσταση που διανύει το φορτίο είναι ίση με το μήκος του συλλεγέντος σχοινιού. Αυτός ο τύπος τροχαλίας αποτελεί μοχλό με ίσους βραχίονες, καθώς η πρώτη προσπάθεια τραβήγματος του σχοινιού συμπίπτει με το βάρος του φορτίου. Με αυτόν τον τρόπο, είναι δυνατόν να ανυψώνονται άνετα τα βάρη, με λίγη προσπάθεια και μετακινώντας ένα αντικείμενο σε ένα ορισμένο ύψος.
Άλλοι τύποι τροχαλιών
Όταν χρησιμοποιούνται δύο τροχαλίες ονομάζεται κινητή τροχαλία. Με αυτόν τον τρόπο, ένα από αυτά είναι σταθερό και το άλλο είναι κινητό. Η κινητή τροχαλία είναι εκείνη που κινεί το φορτίο όταν τραβιέται το σχοινί και έτσι η προσπάθεια μειώνεται σημαντικά, ειδικά στη μέση της σταθερής τροχαλίας.
Τα συστήματα σύνθετης τροχαλίας χρησιμοποιούνται μερικές φορές για τη μεταφορά μεγάλων φορτίων με την ελάχιστη δυνατή προσπάθεια. Αυτά τα πιο περίπλοκα συστήματα είναι ένας συνδυασμός σταθερών και κινούμενων τροχαλιών και είναι επίσης γνωστοί ως ανυψωτικά.
Τα διαφορετικά συστήματα τροχαλίας επιτρέπουν τον πολλαπλασιασμό μιας δύναμης σαν να ήταν μοχλός. Έτσι, η μεγέθυνση της ανυψωτικής δύναμης ή του μηχανικού κέρδους εξαρτάται από τον αριθμό των τμημάτων σχοινιού που υποστηρίζουν το φορτίο.
Άλλες εφευρέσεις που αποδίδονται στον Αρχιμήδη
Εκτός από το σύστημα τροχαλίας, ο Αρχιμήδης επινόησε μια μέθοδο για τον υπολογισμό του όγκου ενός αντικειμένου με ακανόνιστη δομή ή σχήμα, καθώς και τη διάσημη αρχή του Αρχιμήδη.
Αυτές οι θεωρητικές εξελίξεις επέτρεψαν μια ολόκληρη σειρά εφευρέσεων και συσκευών μεγάλης πρακτικής χρησιμότητας, όπως η βίδα Archimedean για μηχανική, ο καταπέλτης ως όπλο για τον πόλεμο και ένας τύπος γερανού (το νύχι του Αρχιμήδη) που προοριζόταν να βυθίσει εχθρικά πλοία. Αυτά και άλλα μηχανήματα ήταν καθοριστικά για την ανάπτυξη πολιτικών μηχανικών και επίσης για τον πόλεμο.
Φωτογραφίες: iStock - Jon Faulknor / LunaMarina
