Síla, kterou táhneš za lano.
Délka lana, kterou vytáhneš.
Celkový počet kladek v kladkostroji (pevné + volné).
100 % = ideální kladkostroj bez tření.
Jak kalkulačku kladkostroje použít
- Přepněte režim na Síla [N], pokud zadáváte tah v Newtonech, nebo na Hmotnost [kg], pokud chcete pracovat s kilogramy.
- Zadejte sílu (nebo hmotnost) vašeho tahu a délku lana, kterou plánujete vytáhnout.
- Sliderem nastavte počet kladek v kladkostroji. Počítáme všechny kladky, pevné i volné dohromady.
- Pokud chcete zohlednit tření, snižte účinnost pod 100 %. U běžných ocelových kladek se reálná účinnost pohybuje mezi 80 a 95 %.
- Výsledky vidíte okamžitě v pravém sloupci. Tlačítkem Kopírovat je přenesete do schránky.
Co je kladkostroj a jak funguje
Kladkostroj je soustava pevných a volných kladek propojených jedním lanem. Slouží ke zvedání těžkých břemen menší silou, než kolik břemeno samo váží. Cenou za to je delší dráha, kterou musíte vytáhnout konec lana.
Pevná kladka má osu připevněnou k pevnému bodu a mění pouze směr síly. Tahem dolů zvednete břemeno nahoru, ale potřebná síla zůstává stejná. Volná kladka se pohybuje s břemenem a sílu rozdělí mezi dva úseky lana. Spojením několika pevných a volných kladek vznikne kladkostroj, který násobí mechanickou výhodu podle počtu nosných úseků lana.
Vzorec pro výpočet síly a dráhy kladkostroje
Mechanická výhoda kladkostroje (MA) se rovná počtu nosných úseků lana, které drží spodní volný blok. U typického kladkostroje s celkovým počtem kladek n platí MA = n. Z toho odvodíte výslednou sílu i dráhu:
- Výsledná síla na břemeno: Fbřemene = MA × η × Ftahu
- Výsledná dráha břemene: sbřemene = stahu / MA
Účinnost η udává, jak velkou část vaší práce přenese kladkostroj na břemeno. U ideálního kladkostroje bez tření je η = 1 (tedy 100 %). Jednoduchý příklad: máte čtyři kladky a táhnete silou 100 N po dráze 2 metry. S ideální účinností zvednete břemeno 400 N do výšky 0,5 metru.
Účinnost kladkostroje v praxi
Reálný kladkostroj nikdy nedosahuje 100 % účinnosti. Tření v ložiskách kladek, ohyb lana a vlastní hmotnost soustavy snižují skutečnou mechanickou výhodu. U běžných ocelových kladek se účinnost pohybuje mezi 80 a 95 %. Plastové nebo dřevěné kladky mívají účinnost nižší, často mezi 70 a 85 %.
Platí jednoduché pravidlo: čím víc kladek, tím větší mechanická výhoda, ale tím nižší celková účinnost. Každá další kladka přidává tření. V praxi proto nemá smysl skládat kladkostroj s deseti kladkami, pokud vám stačí čtyři. Také kvalita lana hraje roli. Statické lano o průměru 8 až 11 mm dává nejlepší kompromis mezi pevností a snadnou manipulací.
Kde se kladkostroj využívá
Kladkostroj najdete všude, kde se manipuluje s těžkými břemeny bez motorového stroje. Typická místa jsou autodílny, sklady, stavby, jachty a horolezecký svět. V autodílně pomáhá s vytahováním motoru z auta. Ve skladu zvládne těžké palety. Na lodi se s ním napínají plachty a vytahuje kotva.
Velký význam má v záchranářství a při lezení po skalách. Tam se kladkostroj obvykle kombinuje s blokanty a dalším horolezeckým materiálem. Pro běžnou kutilskou práci doma vystačíte s jednoduchou soustavou dvou až čtyř kladek a kvalitním lanem.
Časté otázky
Kolik kladek potřebuji ke zvednutí 100 kg jednou rukou?
Dospělý člověk uzvedne jednou rukou bezpečně zhruba 15 až 20 kg. Pro zvednutí břemene 100 kg byste tedy potřebovali mechanickou výhodu nejméně 6×, ideálně 7× kvůli rezervě na tření. To odpovídá kladkostroji se sedmi kladkami a kvalitním lanem. Pokud táhnete oběma rukama, vystačíte si se čtyřmi kladkami.
Proč musím tahat víc lana, když mám víc kladek?
Důvodem je zákon zachování energie. Práce, kterou vykonáte tahem, se musí rovnat práci na zvednutí břemene. Když chcete zvednout dvojnásobné břemeno poloviční silou, musíte tahat dvojnásobnou dráhu. Kladkostroj sílu násobí, ale dráhu ve stejném poměru dělí.
Jaký je rozdíl mezi pevnou a volnou kladkou?
Pevná kladka má osu připevněnou k pevnému bodu, například ke stropnímu háku. Mění pouze směr síly, mechanickou výhodu nedává. Volná kladka je připevněná k břemenu nebo ke spodnímu bloku a pohybuje se s ním. Každá volná kladka přidává jeden nosný úsek lana a tím zvyšuje mechanickou výhodu kladkostroje.
Můžu kalkulačku použít i pro stavební jeřáb?
Vzorce platí pro každý kladkostroj. U průmyslových jeřábů ale obvykle nehraje roli, kolik kladek na konstrukci vidíte, protože tah zajišťuje elektromotor. Kalkulačka má smysl hlavně pro ruční zvedání, jachting, horolezectví a kutilské použití. U motorizovaných systémů se řídíte hlavně nosností uvedenou výrobcem.