Co je kladkostroj a k čemu slouží?

Štítky

  • Fyzika
  • Exponáty

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.

kladka-iQLANDIA

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.

kladkostroj-iQLANDIA

 

A jak je to s kladkami doopravdy, můžete vidět v následujícím videu.