250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 16)

Ròng rọc

230 tCN

Archimedes (khoảng 287 tCN – khoảng 212 tCN)

Ròng rọc là một cơ chế thường gồm một bánh xe và một trục quay. Một sợi dây vắt qua bánh xe sao cho ròng rọc có thể làm đổi hướng của lực tác dụng, chẳng hạn, khi giúp một người hay một chiếc máy nâng hoặc kéo một vật nặng. Ròng rọc còn giúp di chuyển tải trọng dễ dàng hơn vì nó làm giảm lực tác dụng cần thiết.

Ròng rọc có lẽ đã ra đời từ thời tiền sử khi ai đó vắt một sợi dây qua một cành cây chắn ngang và dùng nó để nâng một vật nặng. Tác giả Kendall Haven viết, “Vào năm 3000 tCN, các ròng rọc với bánh xe xẻ rãnh như thế (để cho dây không trượt ra ngoài) đã có ở Ai Cập và Syria. Nhà toán học và nhà phát minh Hi Lạp Archimedes được ghi nhận đã phát minh ra ròng rọc ghép vào khoảng năm 230 tCN… trong đó một số bánh xe và dây kết hợp nhau nâng một vật lên… gấp nhiều lần sức nâng của một người. Các hệ thống pa-lăng hiện đại là các ví dụ của ròng rọc ghép.”

Các ròng rọc trông vẻ như thần kì ở chỗ chúng có thể làm giảm bề rộng và độ bền của sợi dây cần thiết, và lực cần thiết, để nâng các vật nặng. Thật vậy, theo các truyền thuyết và tác phẩm của nhà sử học Hi Lạp Plutarch, Archimedes có lẽ đã sử dụng một ròng rọc ghép để giúp di chuyển những con thuyền to nặng với nỗ lực tối thiểu. Tất nhiên, chẳng có quy luật thiên nhiên nào bị vi phạm. Công, được định nghĩa bằng lực nhân với quãng đường dịch chuyển, vẫn như cũ – các ròng rọc cho phép người ta kéo bằng lực nhẹ hơn nhưng với quãng kéo dài hơn. Trên thực tế, thêm nhiều ròng rọc làm tăng lực ma sát trượt, và, do đó, một hệ ròng rọc có thể giảm hiệu quả sau một số lần sử dụng nhất định. Khi thực hiện tính toán ước tính nỗ lực cần thiết để sử dụng một hệ ròng rọc, các kĩ sư thường giả định rằng ròng rọc và dây nối rất nhẹ so với trọng lượng được di chuyển. Xuyên suốt lịch sử, các hệ thống pa-lăng đặc biệt thông dụng ở các thuyền buồm, nơi không phải lúc nào cũng có sẵn sức kéo có máy hỗ trợ.

Cận cảnh một hệ ròng rọc trên một du thuyền kiểu cổ. Các sợi dây trong ròng rọc di chuyển trên các bánh xe sao cho ròng rọc có thể làm đổi hướng của lực tác dụng và khiến việc di chuyển tải trọng trở nên nhẹ nhàng hơn.

XEM THÊM. Atlatl (30.000 tCN), Nỏ chữ thập (341 tCN), Con lắc Foucault (1851).

250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí | Clifford A. Pickover
Bản dịch của Thuvienvatly.com
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>