Svar på frågan angående kärrors förbättring, § 8

§. 8.

Vi skynde oss til kärrors förbättrande. Skal någon förbättring vid dem ske, är af föregående klart, at då måste antingen tyngdens häfvande på något sätt lättas, eller frictionen lindras, (ty ingendera kan aldeles häfvas) eller, som än bättre vore, bägge medlen tillika sökas. Annan väg är uti naturen aldeles omöjelig.

Hvad nu det första sättet beträffar, kunna gifna tyngders häfvande lättas på tvänne sätt: nämligen, antingen måste sjelfva stången, hvarmed tyngden skal lyftas, blifva förlängd, eller dess tunga, på hvilken tyngden hänger, förkårtas.

Radius af hjulet är här häf-stångens längre ända, men radius af valsen är dess tunga, gemensama centrum är hypomoclium8hävstångens stödje- eller vridpunkt; och emedan radius altid förhåller sig til diametern i alla circlar, såsom 1 til 2, så är det lika mycket ehvad man talar, om radier sins imellan, eller diametrar.

Vil man nu, i grund häraf, utan afseende på friction, göra en sådan förbättring på den kärra17 K. Academien äskat; nämligen at 70 lisspund skola med lika lätthet lyftas, eller dragas, som 40 med de vanliga och den i § 2 beskrefna kärran, så kan det ske, på trenne sätt: antingen så, at stången eller hjulets diameter förlänges, och tungan eller axelens diameter blifver orörd, eller minskas axelens diameter och hjulets blifver lika som förr, ­eller ock minskas den förra något och den senare äfven ökas, fast hvardera i mindre mon, än i de två första fallen.

I första fallet bör hjulets diameter i den nya kärran förhålla sig til diametern i den gamla, som 70 : 40 = 7 : 4. I det andra bör nya kärrans axels diameter förhålla sig til den andras axels diameter, som 40 : 70 = 4 : 7; men det första sättet gör hjulet obäkligt9otympligt, klumpigt, och det senare axelen så smal, at den ej förmår uppehålla de ålagda tyngder, därföre måste det tredje sättet utväljas: då tages så stor högd på hjulet, som beqvämligen kan tålas, och såsom denna gifna högden förhåller sig til det obäkliga hjulets högd, som på det första sättet hade fordrats, så bör ock den nya axelens diameter förhålla sig til gamla axelens.

Således är man i stånd, at af en gifven hjulets diameter altid determinera tjockleken eller diametern på axelen, för så svåra tyngder, som åstundas.

Hvad nu det andra sättet beträffar, at förbättra kärror, som sker genom frictions lättande, så är det af Physiken bekant, at alla kroppar icke lika trögt gnidas tilsammans; ty järn mot järn, mot trä, mot tenn, åstadkommer en svår friction; men däremot järn mot koppar, mot mässing, malm10brons och bly, en mindre. Det blifver därföre begripeligt, hvad slags ämnen man bör bru18ka, at gnida tilsamman, då man vil lätta friction i en machin.

1. hävstångens stödje- eller vridpunkt
2. otympligt, klumpigt
3. brons

§ 8

Kiirehtikäämme kärryjen parantamiseen. Jotta niissä saataisiin aikaan joitakin parannuksia, edellä esitetyn perusteella on selvää, että silloin on joko painon kantamista jollakin tavalla helpotettava tai kitkaa pienennettävä (sillä kummankaan tekijän vaikutusta ei voida täysin poistaa) tai etsittävä keinoja kummankin tavoitteen saavuttamiseen, mikä on paras vaihtoehto. Luonnossa ei ole muuta tietä käytettävissä.

Ensimmäisestä menettelytavasta voidaan sanoa, että kuormien kannattelua voidaan helpottaa kahdella tavalla, on nimittäin joko pidennettävä itse tankoa, jonka avulla kuormaa kohotetaan tai lyhennettävä sen toista päätä, jonka varassa paino riippuu.

Pyörän säde on tässä vivun pitempi varsi, mutta telan säde on sen ly­hyem­pi varsi, ja niiden yhteinen keskus on hypomoclium11tukipiste; piste, johon vipu tukeutuu ja jonka ympäri se kääntyy, ja koska kaikkien ympyröiden säteen suhde halkaisijaan on aina 1:2, on samantekevää, verrataanko säteitä vai halkaisijoita.

Jos tämän perusteella halutaan ottamatta kitkaa huomioon tehdä Kuninkaallisen akatemian kärryihin peräänkuuluttama parannus,17 nimittäin päästä siihen, että 70 leiviskää saataisiin nousemaan ja vedetyksi yhtä helposti kuin 40 leiviskää tavallisilla, §:ssä 2 kuvatuilla kärryillä, tämä voi tapahtua kolmella tavalla: on joko pidennettävä vipuvartta eli pyörän halkaisijaa muuttamatta lyhyempää vartta eli akselin halkaisijaa tai pienennettävä akselin halkaisijaa muuttamatta pyörän halkaisijaa tai sitten sekä pienennettävä ensiksi mainittua että pidennettävä jälkimmäistä jonkin verran, kuitenkin vähemmän kuin kummassakin ensiksi mainitussa vaihtoehdossa.

Ensimmäisessä vaihtoehdossa uusien kärryjen pyörän halkaisijan suhteen vanhojen pyörän halkaisijaan on oltava 70:40 = 7:4. Toisessa vaihto­ehdossa uusien kärryjen akselin halkaisijan suhteen toisten kärryjen akselin halkaisijaan on oltava 40:70 = 4:7, mutta ensiksi mainitussa tapauksessa pyörästä tulee kömpelö, ja jälkimmäisessä taas akseli jää niin ohueksi, ettei se pysty kannattelemaan kärryjen päälle lastattua painoa. Tästä syystä on valittava kolmas tapa: silloin pyörän halkaisija kasvatetaan niin suureksi kuin ajomukavuus sallii, ja uuden akselin halkaisijan on oltava vanhan akselin halkaisijaan samassa suhteessa kuin uuden pyörän korkeus on mainitun kömpelöksi todetun pyörän korkeuteen.

Näin voidaan kulloisenkin pyörän halkaisijan perusteella määrätä halutun painoista kuormaa kantavan akselin paksuus eli halkaisija.

Mitä tulee toiseen kärryjen parantamisen tapaan, kitkan vähentämiseen, fysiikasta tiedetään, ettei kitka ole kaikkien aineiden välillä yhtä suuri. Aiheuttaahan raudan hankaus rautaa tai puuta tai tinaa vasten suurta kitkaa, mutta kitka on vähäisempi raudan hankautuessa kuparia, messinkiä, pronssia ja lyijyä vasten. Tämän perusteella voidaan käsittää, millaisia aineita on käytettävä18 toisiaan vasten hankautuvissa kohdissa, kun halutaan vähentää laitteessa ilmenevää kitkaa.

1. tukipiste; piste, johon vipu tukeutuu ja jonka ympäri se kääntyy

Unfortunately this content isn't available in English