גלגלת משני מגבים – או איך אפשר לגבור בקלות על הכוח של שני אנשים

בניסוי הזה נשתמש בחבל שנלפף סביב שני מוטות, בדומה לגלגלת, כדי להגביר את הכוח שלנו. בעזרתו נוכל לגבור על (כמעט) כל זוג של אנשים בתחרות משיכה.

ציוד

• 2 מגבים, מטאטאים או מוטות ארוכים וישרים
• חבל או חוט קשירה עבה וחזק
• 3 אנשים שמעוניינים להשתתף בניסוי :-)

מהלך הניסוי

את מהלך הניסוי אפשר לראות בסרטון הבא:

הסבר

כשמלפפים את החבל כמה פעמים סביב שני המגבים ואז מושכים את המגבים בכוח ומנסים להפריד אותם זה מזה, הכוח המופעל מתחלק באופן שווה בין כל מקטעי החבל שנמצאים בין המגבים. כלומר אם נלפף את החבל שלוש פעמים סביב כל מגב, וניצור כך בסך הכול שישה מקטעי חבל שמחברים את המגבים זה לזה, הכוח המותח את החבל יהיה רק שישית מהכוח שמופעל להפרדה בין המגבים. אפשר לראות את זה גם באנימציה הבאה:

במילים אחרות, למרות ששני אנשים מושכים את שני המגבים שמחוברים יחד בחבל, הכוח שמותח את החבל עצמו הוא רק שישית מהכוח שהם מפעילים, כמובן בהנחה ששני האנשים מושכים באותו כוח. אפשר לכן לומר שהמתיחות בכבל היא רק שליש (2/6) מכוחו של אדם בודד. כך קורה שהאדם השלישי שמושך בקצה החבל יכול למשוך אותו בקלות יחסית, כי כוח המשיכה שהוא מרגיש מולו הוא רק שליש מכוחו של אדם בודד – וקל מאוד להתגבר עליו.

אפשר גם להסתכל על העניין מנקודת מבט הפוכה, כלומר שהאדם שמושך את החבל הוא זה שמתחיל בהפעלת הכוח – ולכן גורם למגבים להיצמד זה לזה בכוח הגדול פי שישה מכוח המשיכה של החבל.
אם היינו מוסיפים עוד ליפוף סביב המגבים היה לאדם השלישי המושך בחבל עוד יותר קל לגבור על יריביו. וגם להיפך – אילו היינו מסתפקים בשני ליפופים בלבד, יחסי הכוחות היו מאוזנים יותר.

מעניין לציין

בכל רחבי העולם ובמשך אלפי שנים השתמשו בגלגלות כדי להכפיל את הכוח של אנשים ושל מכונות.
אם אתם מעוניינים ללמוד עוד על הנושא, קראו במדור "שאל את המומחה" על מערכת גלגלות, וגם צפו בסרט הסבר על כוח המינוף של הגלגלת ממדור "מאגר מדע".