Jermenica je preprost stroj, ki je bil zasnovan v starih časih, vendar je še vedno osnova mnogih sodobnih strojev. V bistvu je kolo, skozi katerega je navita vrv ali druga vrvica. En konec vrvi je običajno zasidran na utež ali drugo obremenitev, in ko prosti konec potegne – običajno oseba, lahko pa tudi stroj – kolo spremeni smer uporabljene sile in bistveno olajša dvignite priloženo težo. Tovrstno orodje je na voljo v več različnih velikostih in specifičnih različicah, vendar je skoraj v vseh primerih cilj enak, in sicer olajšati dvigovanje težkih predmetov in učinkoviteje usmerjati energijo.
Osnovne komponente
Inženirji na splošno govorijo o »preprostih strojih« v šestih različnih kategorijah: nagnjene ravnine, vzvodi, vijaki, zagozdi, kolesa in osi ter jermenice. Vse so narejene iz osnovnih, vsakodnevnih komponent in vse tako ali drugače poenostavljajo delo ljudi. Škripci se običajno najbolj ukvarjajo z dvigovanjem in premikanjem velikih predmetov.
V svoji najbolj osnovni obliki je to orodje sestavljeno iz malo več kot kolesa z utorom. V utor poteka vrv, pas ali kabel. Ta mehanizem se lahko uporablja sam ali povezan z drugimi v sistemu škripcev. Večje kot je število škripcev v sistemu, manj sile bo potrebno za dvig predmeta.
Vrste sistemov
Obstajajo trije osnovni tipi sistema: (1) fiksni, s fiksno osjo; (2) premično, s prosto osjo; in (3) sestavljena s kombinacijo fiksnih in premičnih osi. Premične in sestavljene osi so z množenjem sile bolj učinkovite od fiksnih sistemov.
Orodja s kolesi in vrvi se lahko uporabljajo tudi v kombinaciji z drugimi orodji za bolj specifične namene. Tako imenovani “sistem jermena in jermenice” je en primer. Ti so ponavadi “zaprti” sistemi, pri katerih je več koles z žlebovi povezanih z enim okroglim povezanim jermenom in so zasnovani za prenos in ojačanje energije in ne za ravno dvižno moč.
Prednost dviganja
Ena največjih prednosti te vrste stroja je zmožnost premikanja težkih predmetov in usmerjanja dvigalne energije brez velike sile. Na splošno velja, da težji kot je predmet, več sile mora oseba uporabiti, da ga premakne. Usmerjanje te energije navzgor po vrvi in okoli kolesa – ali serije koles, odvisno od teže predmeta &madash; lahko naredi celoten napor, ki je splošno znan kot »dvižna prednost«, veliko bolj učinkovit.
Na primer, oseba bo običajno morala uporabiti približno 10 funtov (4.5 kilograma) sile, da dvigne 10 funtov (4.5 kg) teže, v večini primerov pa bo to silo treba uporabiti v ravnem gibanju navzgor. Če je utež pritrjen na škripec, bo oseba še vedno morala izvajati enako količino izmerjene sile, vendar se smer, ki jo mora izvajati, spremeni. Ko je oseba pritrjena na sistem vrvi, mora potegniti navzdol in ne dvigniti. To omogoča učinkovitejšo uporabo posameznikove telesne teže in napora.
Več kot je koles v določenem sistemu, bolj je verjetno, da bo učinkovit. Če je na primer utež pritrjena na dva sistema, bo morala oseba izvajati samo 5 funtov (2.26 kg) sile. Štiri bodo zahtevali 2.5 (1.13 kg) funtov sile in tako naprej.
Pogosti primeri
Ta orodja je mogoče najti v številnih sodobnih okoljih. Dvigala so morda ena najpogostejših: čeprav jih na zunaj ni videti, veliki sistemi vrtečih se koles in kablov pomagajo avtomobilom, da se premikajo gor in dol. V večini primerov jih nadzirajo računalniki in se dvigujejo z mehanskimi sredstvi in ne z delovno silo, vendar je učinkovitost enaka. Številni avtomobilski motorji so odvisni tudi od sistemov s pasom, ki pomagajo pri prenosu energije od motorja do kolesnih gredi in drugih gibljivih delov. Jadrnice jih pogosto uporabljajo za nadzor napetosti v jadrih, pogoste pa so tudi pri žerjavih in drugih strojih.