IV.4. Scripetele – un mecanism simplu

👀 Experiment: Scripetele fix

Materiale necesare:
Scripete, ață cu cârlig, suport, cârlig cu mase marcate, trepied, tijă lungă și scurtă, clemă, dinamometru.

Descrierea experimentului:

• Ridică furca scripetelui și fixeaz-o cu cârligul de suport.
• Pune ața pe șanțul scripetelui.
• Calculează greutatea cârligului cu mase marcate.
• De un capăt al aței suspendă cârligul cu mase marcate și de celălalt capăt trage cu dinamometrul de ață în jos.
• Măsoară forța indicată de dinamometru.
• Compară forța indicată de dinamometru cu greutatea ridicată.
• Greutatea corpului ridicat reprezintă forța rezistentă R, iar forța indicată de dinamometru reprezintă forța activă F.

  Forța indicată de dinamometru este egală cu greutatea ridicată.

👀 Experiment: Scripetele mobil

Materiale necesare:
Scripete, ață cu cârlig, suport, cârlig cu mase marcate, trepied, tijă lungă și scurtă, clemă, dinamometru.

Descrierea experimentului:

• Calculează greutatea cârligului cu mase marcate.
• Fixează un capăt al aței de suportul orizontal de pe tijă.
• Coboară furca scripetelui și pune pe cârligul ei greutatea.
• Pune ața pe șanțul scripetelui și ridică de capătul ei prin intermediul dinamometrului.
• Măsoară forța indicată de dinamometru.
• Compară forța indicată de dinamometru cu greutatea ridicată.
• Greutatea corpului ridicat reprezintă forța rezistentă R, iar forța indicată de dinamometru reprezintă forța activă F.

  Forța indicată de dinamometru este jumătate din greutatea ridicată.

👀 Temă experimentală: Construirea unui scripete

👀 Experiment: Scripetele compus

Materiale necesare:
2 scripeți, ață cu cârlig, suport, cârlig cu mase marcate, trepied, tijă lungă și scurtă, clemă, dinamometru.

Descrierea experimentului:

• Montează un scripete fix și unul mobil într-un singur sistem, astfel încât să îmbini avantajele oferite de scripetele fix și mobil
• Calculează greutatea cârligului cu mase marcate.
• Fixează un capăt al aței de suportul orizontal de pe tijă.
• Coboară furca scripetelui și pune pe cârligul ei greutatea.
• Pune ața pe șanțul scripetelui mobil și apoi așaz-o peste șanțul scripetelui fix.
• Trage în jos de capătul ei prin intermediul dinamometrului.
• Măsoară forța indicată de dinamometru.
• Compară forța indicată de dinamometru cu greutatea ridicată. Greutatea corpului ridicat reprezintă forța rezistentă R, iar forța indicată de dinamometru reprezintă forța activă F.

  Forța indicată de dinamometru este jumătate din greutatea ridicată.

Scripetele este un disc care se rotește în jurul unui ax prevăzut cu o furcă, cu cârlig și care are pe muchie un șanț (canal) prin care trece un cablu. El este folosit pentru a urca, corpuri la diferite înălțimi.

Scripetele este un mecanism simplu, cu rotație continuă, asupra căruia acționează două forțe: forța rezistentă (forța ce trebuie învinsă) și forța activă (forța care învinge forța rezistentă).

În funcție de modalitatea de montare, identificăm:

1. Scripetele fix – furca scripetelui se fixează de o grindă.

2. Scripetele mobil – scripetele se mișcă odată cu corpul, agățat de furca lui.

Pentru un scripete ideal fix (fără frecare) de rază r, la echilibru, momentele celor două forțe ce acționează asupra scripetelui sunt egale:

M_F = M_R
F • r = R • r

Legea scripetelui fix:

• avantajul scripetelui fix: schimbă în mod convenabil sensul forței active (adică tragem de cablu în jos)

• dezavantajul scripetelui fix: modulele celor două forțe, la echilibru, sunt egale, adică noi nu putem ridica un corp cu o greutate mai mare decât forța noastră.

🔦 Observație

Pentru un scripete fix, distanța pe care se deplasează punctul de aplicație al forței active (d_F ) este egală cu distanța pe care se deplasează punctul de aplicație al forței rezistente (d_R), adică d_F = d_R.

Pentru un scripete ideal mobil (fără frecare) de rază r, la echilibru, momentele celor două forțe ce acționează asupra scripetelui sunt egale:

M_F = M_R
F • 2r = R • r

Legea scripetelui mobil:

• avantajul scripetelui mobil: putem ridica o greutate dublă decât forța noastră

• dezavantajul scripetelui mobil: tragem de cablu în sus

🔦 Observație

Pentru un scripete mobil, distanța pe care se deplasează punctul de aplicație al forței active (d_F ) este egală cu dublul distanței pe care se deplasează punctul de aplicație al forței rezistente (d_R), adică d_F = 2 • d_R

Legea scripetelui compus:

Scripetele compus îmbină avantajul scripetelui fix cu cel al scripetelui mobil.

🔦 Observație

Pentru un scripete compus, distanța pe care se deplasează punctul de aplicație al forței active (d_F ) este egală cu dublul distanței pe care se deplasează punctul de aplicație al forței rezistente (d_R), adică d_F = 2 • d_R.

Aplicații ale scripeților

Cu ajutorul scripeților se pot realiza diverse montaje și sisteme mecanice, care sunt utilizate în construcții sau în activitățile cotidiene:

• macarale de diverse dimensiuni;

• tiroliana;

• fântâna tradițională;

• mecanismul de ridicare/coborâre a unui pod etc.