Az egyszerű gépek, mint például a csigák, létfontosságúak a mindennapi életben, mivel képesek megváltoztatni vagy átalakítani egy erő nagyságát és/vagy irányát kényszermozgások révén. Ezeknek az eszközöknek a fő jellemzője az áttétel, amely a teher súlya és az azt egyensúlyban tartani képes erő viszonyát fejezi ki. A csiga egy tengely körül forgó tárcsa, melynek kerületén hornyot képeznek ki kötél vagy kábel számára. A csigákat általában nem egyenként, hanem csigasorokba építve használják, abból a célból, hogy csökkentsék például egy súly felemelésére fordítandó erőt. Használatával ugyanakkor a munka nem csökken, mivel a kisebb erő ára a kötélvég ugyanannyiszor nagyobb elmozdulása. A teher felemeléséhez szükséges erő közelítően a teher súlya osztva a csigák számával.
Nem jegyezték fel, hogy a csigát mikor és ki alkalmazta először, de legvalószínűbb, hogy eurázsiai eredetű. A csiga fő alkatrésze, a kerék ismeretlen volt a nyugati félteke kultúráiban, a Szaharán túli Afrikában és Ausztráliában. Úgy hiszik, hogy Arkhimédész készítette el az első dokumentált csigasort, ahogy Plutarkhosz feljegyezte. Más források a csigasor feltalálását i. e. 3. századra teszik. Később az egész világon elterjedt, a reneszánsz idején a tudósok a csigát is felvették a hat egyszerű gép listájára.
Az állócsiga
Az állócsiga tengelye rögzített. Ez a csiga arra használható, hogy a kifejtéshez szükséges erő irányát megfordítsa, erőcsökkentést nem lehet vele elérni. Az állócsiga tulajdonképpen olyan kétoldalú emelő, amelynek teherkarja és erőkarja megegyezik. Az állócsiga erőtörvénye: F=G. Ez azt jelenti, hogy az állócsiga segítségével a testet ugyanakkora erővel tudjuk egyensúlyban tartani, mint nélküle. Az állócsigával csak az erő irányát változtatjuk meg.
A rögzített csigák esetén a szíjtárcsának egyetlen, tartószerkezethez rögzített, csapágyazott tengelye van. Láttunk építkezéseken a magasban egy csigát. Az egyik végére akasztják a malteros vödröt. A kötél másik végét húzza a munkás. A munkás lefelé húzza a kötelet, a vödör vagy másféle teher pedig felfelé emelkedik. Mi a szerepe az állócsigának ebben az összeállításban? Másodszor pedig a kötél mindig a teherhez viszi a munkás erejét.
A mozgócsiga
A mozgócsiga olyan csigatípus, amelynek tengelye nincs rögzítve, ezért egyszerre végezhet haladó és forgómozgást is. A mozgócsiga erőtörvénye: F = G/2. A mozgócsiga esetén a tengely nincs rögzítve. A használat során a csiga tengelye elmozdul. A csigán átfutó kötél egyik végét a felfüggesztés, míg a másik végét a csigát használó személy tartja. Tulajdonképpen a test két kötélszáron függ, ezért súlya is eloszlik a két kötélen, mégpedig egyenlő mértékben. Az egész olyan, mint a kétfülű szatyor. Ha ketten fogják egy-egy fülét, mindenkire a szatyor súlyának a fele jut. Azt mondhatjuk tehát, hogy a mozgócsiga esetén az F erő fele a test G súlyának. Ha a kötél egyik vége rögzített, csak a mozgócsiga tengelyére erősített teher felének megfelelő erővel kell a kötél másik végét húzni.
Egy mozgócsiga terhelése a két kötélág között egyenletesen oszlik meg, tehát egy kötélre a terhelés fele jut.
A csigasor
A csigasor álló- és mozgócsigákból összeállított gép. Az egyes csigákat úgy építik be, hogy az egy tengelyen elhelyezkedő csigák nemcsak a tengelyhez, hanem egymáshoz képest is el tudnak fordulni. A gyakorlatban a csigasort gyakran úgy készítik el, hogy az állócsigákat és a mozgócsigákat is egy-egy közös tengelyre szerelik, a tengelyt pedig zárt keret tartja. Ez a csigasor egy állócsigából és több mozgócsigából áll. A mozgócsigák egyik kötélágát rögzítik, a másik kötélág az előző mozgócsiga tengelyét terheli. Az első mozgócsiga mozgó kötélága az állócsigán van átvetve. Ezzel az elrendezéssel nagyon nagy áttételt lehet megvalósítani, ennek ellenére a gyakorlatban ritkán használják.
Hogyan mérd meg a földsugárzásokat otthonodban.
A rögzített és mozgatható csigáknak ezt a kombinációját kötél és csiga néven is ismerik. A kötél és a csigakerék tetszőleges kombinációja része lehet egy egyszerű rendszernek, amelyet tárgyak emelésére vagy mozgásuk irányának megváltoztatására használnak.
A csiga speciális formái
Az állócsiga két különböző átmérőjű tárcsája egymáshoz rögzített, együtt forognak a tengelyen. Itt kötél helyett általában láncot alkalmaznak, hogy a megcsúszás ellen a rendszer biztosítva legyen. A láncot végtelenítik. A kezelő személy a nagyobbik álló csigáról lecsüngő láncágat húzza, a végtelenített lánc terheletlen ága a kisebbik álló csigára (lánckerékre) csévélődik fel.
Gondoljunk a szőlőpréselő gépre, általában a csavarral dolgozó présre. A csavar olyan kiképzésű, mint egy lejtő. Ha a prés karját egyszer körülforgatja, 628 cm hosszú úton át fejt ki erőt. Elgörbült vasgerendák kiegyenesítésére szolgáló csavar. Ha a prés karjának végét húzza, akkor a csavar vége 628 cm erővel nyomul előre. Ez egy erősokszorozó gép.
tags: #egyszerugepek #teher #emeles #csigakkal #tetel