Heron van Alexandrië (ca. AD 10-75) beschreef in zijn werk 'Mechanica' reeds vijf mechanismen die kunnen " een lading in beweging kunnen brengen"; hendel, (anker)lier, katrol, wig en schroef.

hefbomenEen hefboom is een mechanisme waarmee een kleine kracht door een grote beweging wordt omgezet in een kleine beweging die een grote last verplaatst. Meestal heeft het een wip-vorm: schuif onder de last een stang, plaats daaronder een steun- of scharnierpunt, en lift de last door aan het andere eind op de stang te drukken.
Als de uitgeoefende kracht op de machtsarm kleiner wordt, moet die afstand tot het draaipunt groter worden (en omgekeerd). De katrol werkt volgens hetzelfde principe.

Er zijn drie soorten hefbomen naargelang de volgorde van Last, Draaipunt en Macht:

(L-D-M) het draaipunt ligt tussen last en macht (schaar, tang, wip, spade of koevoet)
(D-L-M) de last ligt tussen het draaipunt en de kracht (kruiwagen, (knoflook)pers, blaasbalg of notenkraker)
(D-M-L) de kracht wordt tussen het draaipunt en de last uitgeoefend (een pincet, nagelknipper of onze onderkaak)

De machtsverhouding wordt in volgende formules weergegeven:
lastarm x Last = machtsarm x Macht; of ook
(kracht x arm)links = (kracht x arm)rechts.

Een eenvoudige en opmerkelijke toepassing maakt het mogelijk zeer zware massieve volumes te verplaatsen door de last zelf op haar eigen, wisselend steunpunt als hefboom te gebruiken. De Moai (gigantische, gebeeldhouwde monolieten op Paaseiland) zouden zo verplaatst zijn. (Zie ook <Einde beschaving / Ontbossing>). Het filmpje toont aan dat de inwoners uiteindelijk nog gelijk krijgen, als ze stellen dat de beelden naar hun plaats wandelden.

http://www.youtube.com/watch?v=YpNuh-J5IgE&feature=player_embedded


Katrol, takel, loopkat

TakelsEen katrol is een schijf, met een groef op de omtrek, waar het touw in loopt. De schijf zit met een as in een beugel of blokwangen met een bevestigingshaak of oog. De katrol kan dus touw en trekkracht van richting veranderen.
Een vaste katrol is bevestigd aan een vast punt; bijvoorbeeld een hijskraan, plafond...
Een losse katrol wordt bevestigd aan de last, en beweegt dus met de last mee.

In een blok kunnen meerdere schijven samen op één as, of verdeeld over meerdere assen zitten. Men spreekt dan van een takel of takelblok. Een talie is een combinatie van een blok (met 1 of 2 schijven) en een enkelschijfs haakblok.
Als je 2 katrollen gebruikt, en het touw 2x van richting verandert, heb je slechts de helft van de kracht nodig om een last te tillen. Bij 3 richting veranderingen slechts 1/3de enz.

Het woord katrol komt van de rol die onder de kat werd bevestigd. De kat is de boegspriet of katbalk waaronder het anker wordt neerlegaten of opgehaald. Ook een boven de wal uitstekende plek om geschut op te stellen heette katte of schietkat. Je herkent het begrip ook in de loopkat, een aan rail(s) opgehangen verplaatsbare takel (een kat) om bij laadbruggen lasten tussen vaste punten te vervoeren.

Een lier bestaat meestal uit een trommel met een overbrenging en een aandrijving waar het touw of de kabel in één of meerdere lagen op gewonden wordt. We kennen ze vooral van boten (en terreinwagens). Er is een verschil, vooral in (val)beveiliging tussen heislieren en treklieren.