Både remskivor och spakar har använts i århundraden som ett sätt att utföra tunga uppgifter. Dessa enkla maskiner använder fysikens lagar för att effektivt flytta tyngden över ett avstånd. De tillåter en enda person att flytta vikter som en människa inte skulle kunna lyfta utan att sådana verktyg ingriper.

Multipelhjulskulor

Om du matar ett rep över toppen av en enda remskiva och lyfta en vikt med den, kommer du att dra repet samma avstånd som vikten lyfts och effektivt lyfta samma vikt. Om du fäster repet till bottnen av remskivans ram, springa det genom en annan remskiva och bakåt genom den första, då drar du repet två gånger det avstånd som tyngden lyfts upp, men lyfter bara hälften av vikten . Det praktiska resultatet av detta är att du kan lyfta till exempel en 100 pund vikt 10 fot genom att dra ett rep 20 fot med det som känns som en vikt på 50 pund på den. Denna princip kan förlängas på obestämd tid genom att lägga till fler remskivor.

Växlade remskivor

Förhållandet mellan vikt och avstånd kan också modifieras med hjälp av remskivor med olika diametrar. Detta är i princip samma princip som bekant drift av cykeldrivna redskap. När du vrider ett kugghjul med en stor diameter som är fastsatt av en kedja till ett kugghjul med liten diameter, roterar det mindre kugghjulet snabbare. Genom att fästa remskivor med olika diametrar till varandra med rep eller kedjor, kan du i stor utsträckning förlänga din lyftkraft genom att helt enkelt dra repet eller kedjan längre än vad tyngden lyfts upp.

Hävdar

En hävarm fungerar enligt samma princip som en remskiva, men på ett mycket annat fysiskt sätt. Om du tar en 10-fots bräda och vilar den på ett spår i centrum kan du lägga en vikt i ena änden och lyfta den genom att trycka ner i den andra änden. Avståndet som du sänker ena änden kommer att vara identisk med det avstånd som den andra änden lyfter och kommer att kräva samma vikt. Men om du kompenserar stödet från mitten av brädet - hävarmen - får du en mekanisk fördel. Om vinkeln är en fot från ena änden och nio meter från den andra änden, kan du lyfta en mycket tung vikt genom att helt enkelt sänka långänden nio gånger längre än den kortare änden stiger.

Legacy of Pulleys och Hylsor

Skivor och hävarmar och den fysik som ligger till grund för dem är grunden för många moderna maskiner. Allt från vattenhjul till förbränningsmotorer utnyttjar principen att omvandla vikt till avstånd.