zpět

Práce při zvedání tělesa kladkami

(výpisek z učebnice a jiné zajímavosti pro žáky k probíranému tématu)

 

Ke zvedání jednoduchých těles je výhodné používat kladku nebo kladkostroj.

Jsou to jednoduché stroje.

 

   

 

Pevná kladka

 

• je těleso otáčivé kolem pevné, zpravidla vodorovné osy
• je to kotouč na jehož obvodu je žlábek, do kterého se vkládá lano
• tuto kladku používáme, když chceme změnit směr síly
• pevná kladka je v rovnovážné poloze, když na obou koncích lana působí stejné síly
• je pohodlnější působit směrem dolů (můžeme přitom využít i vlastní tíhu)

 

 

Volná kladka

 

• je kladka zavěšená volně na lano, lano je napínáno poloviční silou
• volná kladka je v rovnovážné poloze, když na volný konec lana působíme silou poloviční velikosti, než je gravitační síla působící na zvedaný náklad
• nevýhodou je, že sice táhneme menší silou, ale směrem nahoru

 

 

Kladkostroj

 

• zařízení využívající kombinace pevné a volné kladky
• v praxi se používají kladkostroje složené z několika pevných a volných kladek
• umožňuje zvedat náklady ještě menší silou

 

 

Příklad (využití kladek, práce) 

Závaží o hmotnosti 0,5 kg zdvihněte do výšky 0,2 m – a) bez kladky, b) pomocí pevné kladky c) pomocí kladkostroje. Jakou při tom vykonáte práci.

 

m = 0,5 kg   ⇒    F_g = 5 N

s = 0,2 m

W_x = ?

———-

 

závaží je k Zemi přitahováno gravitační silou F_g 

m = 0,5 kg

g = 10 N/kg

F_g = ?

——————

F_g = m . g

F_g = 0,5 . 10

F_g = 5 N

 

a) při zvedání závaží bez kladky musíme působit na závaží silou F

(která je v rovnováze se silou F_g)

 

 

W₁ = F . s

W₁ = 5 . 0,2

W₁ = 1 J

 

b) zvedáme-li závaží pomocí pevné kladky, musíme na konci lana působit silou F

(stejná velikost jako u případu a)

 

 

W₂ = F . s

W₂ = 5 . 0,2

W₂ = 1 J

 

c) spojení volné a pevné kladky

• dvě rovnoběžné části lana (1) a (2) jsou napínány F = F_g = 5 N
• každá část lana je napínána silou F/2 = 2,5 N
• při zvedání závaží (rovnoměrným pohybem) působíme na volný konec lana pevné kladky silou o stejné velikosti F/2 = 2,5 N
• abychom závaží zdvihli po dráze 0,2 m, musí se obě lana zkrátit o 0,2 m
• to se nám podaří když volný konec lana (3) vytáhneme o délku 2 . s = 0,4 m

 

 

W₃ = F/2 . 2 . s

W₃ = 2,5 . 0,4

W₃ = 1 J

 

Práce při zdvihání závaží je ve všech třech případech stejná. W₁ = W₂ = W₃

 

• Pomocí pevné kladky ani pomocí kladkostroje si práci neušetříme, ale pouze usnadníme.
• Při zvedání tělesa (pevnou kladkou) vykonáme stejně velkou práci jako bez použití kladky.
• Při zvedání tělesa (kladkostrojem) vykonáme stejně velkou práci jako bez použití kladky. Na volný konec konec lana kladkostroje působíme poloviční silou, ale po dvojnásobné dráze.

 

 

Na co umět odpovědět: Jak se nazývají nástroje které slouží ke zvedání jednoduchých těles? Jaké typy kladek znáš? Jak vypadá pevná kladka, namaluj a popiš. Kdy je pevná kladka v rovnovážné poloze? Jaká je výhoda pevné kladky? Jak vypadá volná kladka, namaluj a popiš. Kdy je volná kladka v rovnováze? Jaká je nevýhoda volné kladky? Jak vypadá kladkostroj, namaluj a popiš. Doplň větu: Pomocí pevné kladky ani pomocí kladkostroje si práci ……….., ale pouze …………… Jaký je vzorec pro výpočet práce?  Uveď značky všech veličiny ve vzorci obsažených a jejich základní jednotky.

 

 

zpět

---

CITACE: viz. odkaz: [k. 9 – fyzika], [obr. 366 – kladkostroj] , [obrm. – 81 – pevná kladka], [obrm. – 82 – volná kladka], [obrm. – 83 – kladkostoj], [obrm. – 84 – zvednutí], [obrm. – 85 – zvednutí pevná kladka], [obrm. – 86 – zvednutí kladkostoj]