物理学では、単純な機械を、力を伝達または変更することを目的とした、いくつかの部品で構成される機械装置として定義します。単純な機械の例として、物体 (または物体) を特定の高さまで運ぶためにかかる力を軽減するために使用される傾斜面があります。
滑車は、力の適用方向を変更するために使用される器具であり、一般に、より快適または容易な状況を作り出します。滑車には支点、力、荷重があるため、単純なてこ式機械と比較することもできます。滑車は、その周囲にロープ、ベルト、またはケーブルを通す車輪にすぎません。中心が動かない滑車を定滑車、そうでないものを動滑車といいます。
上の図を見てみましょう。この状況では体の重さのバランスをとる必要があり、ロープの自由端に体の重さに等しい力を加える必要があります。したがって、強度の増加はなく、加えられた力の方向が変更されただけであることがわかります。
ここで、滑車を別の方法で使用すると、本体の重量の半分に等しい力を加えてシステムのバランスを保つことができます。下の図を見てみましょう。モジュール P/2 には、負荷の重量Pを支える 2 つのコンポーネントがあることに注意してください。ロープを上に引っ張ると、荷重の変位はロープの端の変位の半分になります。
したがって、ロープにかかる張力は体の重さの半分であると結論付けることができます。数学的には次のようになります。
この方程式は、動滑車の数が増加した場合に一般化できます。したがって、システムに含まれる可動滑車の数が増えるほど、ワイヤーにかかる牽引力は低くなります。したがって、この方程式を次のように一般化します。
ここで、 n はシステムが持つ動滑車の数を表します。
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