Una polea de bloqueo y aparejo es una máquina que reduce en gran medida la cantidad de fuerza necesaria para mover o levantar un objeto, como una caja pesada. Una polea estándar se compone de una sola rueda en un eje con una cuerda que corra sobre ella. Por sí solo, una polea solo puede cambiar la dirección de una fuerza aplicada a un objeto. Un sistema de poleas que trabajan juntas puede formar un bloque y un aparejo, que multiplica la fuerza además de cambiar la dirección de la fuerza, lo que significa que se requiere menos fuerza para mover un objeto. El grado en que el bloque y el aparejo multiplican la fuerza es su ventaja mecánica.

Función

El bloqueo y los aparejos se utilizan con frecuencia en áreas donde no hay maquinaria pesada disponible y en su lugar se debe sustituir a la humana. En la antigüedad, el bloqueo y los aparejos se usaban en proyectos de construcción para mover cargas pesadas. En la era moderna, se usan con frecuencia en embarcaciones donde no sería práctico tener una grúa u otra maquinaria de levantamiento pesado.

Levantar con una polea

Si intentáramos levantar un 200 lb. cajón del piso en las vigas de un edificio, podríamos hacerlo usando una polea simple. Pusimos una polea en las vigas y pasamos una cuerda a través de ella, uniendo un extremo de la cuerda a la caja. Al tirar del otro extremo de la cuerda (la parte de acarreo), podríamos levantar la caja en las vigas. En este sistema, cada vez que tiramos de la cuerda un pie con 200 lbs. de fuerza, levantamos la caja un pie. Levantando con algo menos de 200 lbs. de fuerza no moverá nuestra caja de 200 lb.

Levantando con un bloque y aparejo

Si, en lugar de unir la cuerda directamente a la caja, lo pasamos a través de una nueva polea unida a la caja y luego unir el extremo de la cuerda a las vigas, tendríamos un bloqueo y un tackle. Ahora, cada vez que tiramos del extremo libre de la cuerda, la cuerda tendría que viajar entre las vigas y la caja dos veces. Tendríamos que levantar dos pies de la cuerda para levantar la caja con un solo pie. Sin embargo, solo tendríamos que tirar con 100 lbs. de fuerza.

Ventaja mecánica

Esta disparidad entre la cantidad de fuerza requerida para mover un objeto y el peso del objeto es la ventaja mecánica del bloqueo y el aparejo. Esto es lo mismo que la disparidad entre la cantidad de cuerda que tiramos en comparación con la distancia a la que se mueve el objeto. Para calcular la ventaja mecánica, podemos dividir el peso del objeto que se levanta por la fuerza requerida para levantarlo o podemos dividir la cantidad de cuerda que tenemos que tirar por la distancia que el objeto se mueve. Para encontrar la ventaja mecánica de nuestra máquina con el primer método, dividiríamos el peso del cajón, 200 lbs., Por la fuerza requerida para levantarlo, 100 lbs., Lo que nos daría una ventaja mecánica de dos. Dividir la cantidad de cuerda que transportamos a la vez, 2 pies, por la distancia que se eleva la caja, un pie, nos da la misma respuesta. Como regla general, el número de longitudes de cuerda entre las dos poleas en un bloque y aparejo corresponde a la ventaja mecánica de la máquina. En nuestra máquina, la cuerda pasa de la polea superior a la polea inferior y de vuelta a las vigas: dos largos de cuerda nos dan nuestra ventaja mecánica de dos.

Fuerza y ​​trabajo

Aunque un bloqueo y un tackle disminuye la cantidad de fuerza necesaria para mover un objeto, no cambia la cantidad de trabajo. Por ejemplo, un bloqueo y un aparejo con una ventaja mecánica de cuatro le permitirá levantar un objeto de 4 lb con solo 1 lb. de fuerza. Sin embargo, también requerirá que tire de 4 pies de cuerda para levantar el objeto un pie.

Fricción

Cuando un objeto se mueve contra otro objeto, parte de la energía del objeto en movimiento se pierde por fricción . En un bloque y aparejos, algunas fricciones en las poleas reducirán la ventaja mecánica de la máquina. Para incluir la fricción en el cálculo de la ventaja mecánica de un bloque y un aparejo, divida el peso del objeto que se levanta por el peso necesario para levantarlo.