Co je kladkostroj a k čemu slouží?
Co je kladkostroj a k čemu slouží? Proč se o něm vlastně učíme? Jak dokáže jeden samotný automechanik zvednout do vzduchu těžký motor z auta? Na našem exponátu “Velké kladky” si to názorně ukážeme a vysvětlíme. Kladkostroj totiž šetří sílu! Díky tomu se během zvedání zátěže tolik nenadřeme, a tak dokážeme naší silou zvednout daleko těžší břemeno než holýma rukama.
Sílu lze ušetřit tím, že ji pomocí kladkostroje “vyměníme” za dráhu, po které silou působíme. Kladka vychází z principu páky. Rozlišujeme dva typy, a to kladku pevnou a kladku volnou.
Výhoda pevné kladky spočívá pouze v tom, že mění směr síly, kterou břemeno zvedáme. Táhnout provaz směrem dolů je jednodušší než táhnout těleso vzhůru.
Na volné kladce se už síla, jakou břemeno zvedáme, rovná polovině tíhy břemene. Jak je to možné?
Zvedáme-li břemeno do určité výšky, vykonáme práci. Práce (značka W) je z fyzikálního hlediska působení síly (značka F) po dráze (s).
W= F x s
Pokud chceme zvednout 10kilové břemeno do výšky 30 cm, vykonáme určitou práci. Ta je konstantní, nemůže se tedy měnit. Měnit se však může síla, kterou zvedáme, ovšem za podmínky, že dráha se změní úměrně tak, aby jejich součin (velikost práce) byl stále stejný. Když zvedneme těleso pevnou kladkou do výšky 30 cm, musíme provaz potáhnout o 30 cm a použít sílu stejně velkou, jako je tíha břemene.
U volné kladky nám stačí síla poloviční, ale aby práce zůstala stále stejná, musíme zdvojnásobit dráhu, tzn. potáhnout provaz o 60 cm.
Kombinací pevné kladky a volné kladky nám vznikne kladkostroj. Ten, ostatně jako každý jiný stroj, slouží hlavně k tomu, aby nám ušetřil sílu. Matematický princip zůstává stejný jako u volné kladky, a sice čím větší délku provazu nám kladkostroj umožní odmotat, tím menší sílu budeme ke zvednutí břemene potřebovat. Pokud chceme vždy působit silou dolů, musíme k volné kladce přidat i kladku pevnou, která nám nezmenší sílu, ale změní její směr. S větším počtem kladek přidaných do kladkostroje prodlužujeme dráhu (odmotáváme stále delší kus provazu), ale úměrně tomu se nám zmenšuje síla, kterou musíme působit. Tím tak šetříme naše svaly a dokážeme zvedat i velmi těžká břemena. V autoservisu například pomocí kladkostroje dokáže jeden automechanik vyjmout motor z auta.
A jak je to s kladkami doopravdy, můžete vidět v následujícím videu.
Petr D.
Zpět na seznam
Mohlo by vás zajímat
Zlatý řez – propojení matematiky a estetiky aneb „božský poměr"
Zlatý řez, někdy též božský poměr, značíme řeckým písmenem φ [ fí ]. Jedná se o jednu z významných a pozoruhodných matematických konstant, která výrazně přesahuje hranice matematiky. Vztahuje se k matematickému…
Jak funguje dalekohled
Dalekohled, to jsou přece dvě čočky, které přibližují obraz vzdálených objektů. Jak to funguje, je jasné. Nebo že by to přeci jen bylo složitější? Ukážeme si, že dalekohledů je několik různých typů, a také si vysvětlíme, jak se chová světlo,…
Isaac Newton a dnešní časy
V minulých dvou letech jsme se všichni neustále setkávali s informacemi o pandemické hrozbě. Velkou část tohoto období dokonce žáci ani studenti vysokých škol nesměli navštěvovat své vzdělávací instituce. Kvůli snaze o zmírnění…
Magdeburské polokoule – „síla“ vakua
Vakuum je prostor s velmi malou hustotou částic. V tomto prostoru je podtlak, protože tlak plynu ve vakuu je výrazně nižší než normální atmosférický tlak. Toho si byl vědom i Otto von Geuricke, který vynalezl vývěvu a rozhodl se…
Třífázový elektromotor
Velký praktický význam trojfázových proudů je dán možností konstruovat jednoduché a výkonné elektromotory, které mění energii elektrickou na energii mechanickou. Princip fungování třífázového elektromotoru si můžeme vysvětlit na exponátu…
Transformátory a přenos energie
Když si do čtvrtého patra vyjedete výtahem, žádný skvělý výkon to není. Když pomaličku vyjdete schody po jednom, už to nějaký výkon je. Ale když do čtvrtého patra vyběhnete schody po dvou, to už je něco. To…
Paramagnetický kyslík
Kapalinu vykazující magnetické vlastnosti jsme tu již měli ( Ferrofluid ). Ale už jste někdy slyšeli o tom, že by kyslík reagoval na magnetické pole? Nejspíš to pro Vás bude novinka a není se čemu divit, protože se jedná o…
Novinky z Roboarény
Roboaréna v iQLANDII se rozšiřuje, a to ve spolupráci s ČT Déčkem v rámci projektu Mise Špuntix. Od prosince má Roboaréna v TULaborce zcela nové osazenstvo.
Kolo, kolo mlýnský
Co je kolo mlýnský? Jak nejmladším dětem přiblížit, proč se točí? Dozvíte se, jak si doma vyrobit jednoduchý vodní mlýn. Připravili jsem pro Vás dva foto návody, jeden pro kutily začátečníky a jeden pro pokročilejší.
Supravodiče a telekineze
Fascinovala Vás ve Hvězdných válkách mystická „síla“? Myslíte si, že pohybování předměty na dálku je možné jen v pohádkách a filmech? Zatím máte nejspíš pravdu, ale s pomocí vědy a techniky se telekineze může stát…
Komentáře (0)