Vì sao ròng rọc cố định đổi hướng kéo nhưng không tự giảm lực xuống một nửa?
Trả lời trọng tâm
Trong mô hình dây nhẹ và ròng rọc cố định quay dễ, dây chỉ đổi hướng. Vật được nâng bởi một nhánh dây nên lực căng phải gần bằng trọng lượng khi nâng đều. Số bánh xe nhìn thấy không quyết định lợi về lực; cần đếm nhánh dây thực sự đỡ tải.
Ví dụ và phân tích
Một tải 4 N treo ở một đầu dây qua bánh cố định. Bỏ ma sát, đầu còn lại cần kéo gần 4 N xuống để nâng đều. Tay kéo xuống 10 cm thì vật lên 10 cm. Không thể suy rằng có bánh xe nên chỉ kéo 2 N.
Cách kiểm tra
Dùng hình đường dây và tô một màu liên tục từ tay đến tải. Đánh dấu bánh được gắn vào giá, không chuyển động cùng vật. Mô hình bàn học chỉ dùng vật nhỏ, tránh đưa tay vào khe bánh; không thử nâng người.
Ứng dụng
Cột cờ là ví dụ quen thuộc cho lợi ích đổi hướng thao tác: đứng dưới vẫn kéo được vật lên. Thuận tiện không nhất thiết đồng nghĩa giảm lực.
Điều kiện và giới hạn
Nếu bánh có ma sát hoặc dây nặng, lực hai đầu có thể khác. Nếu bánh đi cùng tải thì cấu hình đã đổi; phải phân tích lại, không dùng kết luận ròng rọc cố định cho mọi hệ.
Đọc hình
Ròng rọc gắn cố định vào giá, một nhánh giữ tải 4 N và nhánh kia được kéo xuống 4 N; hai đầu đổi độ cao 10 cm. Hình chỉ minh họa mô hình, không phải ảnh đo thực nghiệm.