Daşınar və sabit blok qazanc. Sadə mexanizmlər. Blok Mexanikanın Qızıl Qaydası

Daşınan bölmə, stasionar birindən fərqlənir ki, oxu sabit deyil və yüklə qalxa bilər.

Şəkil 1. Səyyar vahid

Sabit blok kimi, hərəkətli blok da bir kabel dəstəsi ilə eyni təkərdən ibarətdir. Bununla birlikdə, kabelin bir ucu burada sabitlənir və təkər daşınar. Təkər yüklə hərəkət edir.

Archimedes'in qeyd etdiyi kimi, mobil bölmə mahiyyətcə bir qoldur və çiyinlərdəki fərq səbəbindən güc qazanaraq eyni prinsip üzərində işləyir.

Şəkil 2. Hərəkət olunan bir blokdakı qüvvələrin və çiyinlərin

Daşınan bölmə yüklə hərəkət edir, sanki iplə uzanır. Bu vəziyyətdə, hər an fırlanma anı blokun bir tərəfdəki iplə təmasda olduğu yerdə olacaq, yük blokun mərkəzinə tətbiq ediləcək, oxa quraşdırıldığı yer, hərəkət qüvvəsi blokun digər tərəfindəki iplə təmas yerində tətbiq ediləcəkdir. . Yəni blokun radiusu bədən çəkisinin çiyni, diametri isə dartma qüvvəmizin çiyni olacaqdır. Bu vəziyyətdə anların qaydası aşağıdakı kimi olacaq:

$$ mgr \u003d F \\ cdot 2r \\ Düzbucaqlı F \u003d mg / 2 $$

Beləliklə, daşınan bölmə iki dəfə güc qazandırır.

Adətən praktikada sabit bir blokun hərəkətli bir blok ilə birləşməsi istifadə olunur (Şəkil 3). Sabit bölmə yalnız rahatlıq üçündür. Gücün istiqamətini dəyişdirir, məsələn, yükü qaldırmağa, yerdə dayanmağa imkan verir və daşınan bölmə güc qazandırır.

Şəkil 3. Sabit və hərəkətli blokların birləşməsi

İdeal blokları, yəni sürtünmə qüvvələrinin hərəkətinin nəzərə alınmadığı hesab etdik. Həqiqi bloklar üçün düzəliş amillərini tətbiq etmək lazımdır. Aşağıdakı düsturlardan istifadə edin:

Sabit blok

$ F \u003d f 1/2 mg $

Bu düsturlarda: $ F $ tətbiq olunan xarici qüvvədir (adətən bir insanın əlinin gücüdür), $ m $ - yükün kütləsi, $ g $ çəkisi əmsalı, $ f $ - blokdakı müqavimət əmsalı (1,05-ə yaxın dairələr üçün). və iplər üçün 1.1).

Hərəkətli və sabit bloklar sistemindən istifadə edərək yükləyicisi alət qutusunu $ S_1 $ \u003d 7 m yüksəkliyə qaldırır, $ F $ \u003d 160 N. güc tətbiq edərək qutunun kütləsi nədir və yük qalxarkən neçə metr ip seçməlisiniz? Yükləyici nəticədə nə edəcəkdir? Onu daşımaq üçün yükdə görülən işlər ilə müqayisə edin. Hərəkətli blokun sürtünməsi və kütləsi laqeyd qalır.

$ m, S_2, A_1, A_2 $ -?

Mobil qurğu ikiqat güc qazanır və hərəkətdə ikiqat itki verir. Sabit bir birlik güc qazanmır, əksinə istiqamətini dəyişir. Beləliklə, tətbiq olunan qüvvə yükün ağırlığının yarısı olacaq: $ F \u003d 1 / 2P \u003d 1 / 2mg $, qutunun kütləsini tapdığımız yerdən: $ m \u003d \\ frac (2F) (g) \u003d \\ frac (2 \\ cdot 160) (9) , 8) \u003d 32,65 \\ kq $

Yüklərin hərəkəti seçilmiş ipin uzunluğunun yarısı qədər olacaqdır:

Yükləyicinin yerinə yetirdiyi iş yükün daşınması üçün tətbiq olunan səylərin məhsuluna bərabərdir: $ A_2 \u003d F \\ cdot S_2 \u003d 160 \\ cdot 14 \u003d 2240 \\ J \\ $.

Yük üzərində görülən işlər:

Cavab: Qutunun kütləsi 32,65 kq-dır. Seçilən ipin uzunluğu 14 m-dir.İstifadə olunan iş 2240 J-dir və yükü qaldırma üsulundan asılı deyil, yalnız yükün kütləsinə və qaldırmanın hündürlüyünə bağlıdır.

Tapşırıq 2

154 N qüvvə ilə bir ip çəksəniz, 20 N ağırlığında daşınan bir blok istifadə edərək hansı yük qaldırıla bilər?

Hərəkətli blok üçün anlar qaydasını yazırıq: $ F \u003d f 1/2 (P + P_B) $, burada $ f $ ip üçün düzəldici amildir.

Sonra $ P \u003d 2 \\ frac (F) (f) -P_B \u003d 2 \\ cdot \\ frac (154) (1,1) -20 \u003d 260 \\ N $

Cavab: Yük çəkisi 260 N.

4.1. Statik elementlər

4.1.7. Bəzi sadə mexanizmlər: bloklar

Təkərdən və bir qüvvənin tətbiq olunduğu yerə atılan ipdən istifadə edərək yüklərin hərəkət etməsi (qaldırılması, endirilməsi) üçün nəzərdə tutulmuş qurğulara blok deyilir. Sabit və hərəkətli blokları ayırın.

Bloklar P → c ağırlığında yükləri sükan üzərinə atılan ipə tətbiq olunan F → qüvvəsindən istifadə etmək üçün hazırlanmışdır.

Üçün hər növ bloklar (hərəkətsiz və mobil) tarazlıq vəziyyəti təmin edilir:

d 1 F \u003d d 2 P,

burada d 1 - ipə tətbiq olunan F → qüvvənin çiyindir; d 2 - qüvvənin çiyninə P → (bu qurğunun köməyi ilə daşınan yükün ağırlığı).

In sabit blok (Şəkil 4.8) F → və P → qüvvələrinin çiyinləri eynidır və blokun radiusuna bərabərdir:

d 1 \u003d d 2 \u003d R,

buna görə qüvvələrin modulları bir-birlərinə bərabərdir:

F \u003d P

Şek. 4.8

Sabit bir blokdan istifadə edərək bir çəki bədəni P → bir qüvvə tətbiq etməklə F → hərəkət edə bilər, dəyəri yükün ağırlığına uyğun gəlir.

Daşınan blokda (Şəkil 4.9), F → və P → qüvvələrinin çiyinləri fərqlidir:

d 1 \u003d 2R və d 2 \u003d R,

burada d 1 - ipə tətbiq olunan F → qüvvənin çiyindir; d 2 - qüvvənin çiyninə P → (bu qurğunun köməyi ilə yüklənmiş yükün ağırlığı),

buna görə qüvvələrin modulu bərabərliyə tabedir:

Şek. 4.9

Daşınan bir vahiddən istifadə edərək bir çəki bədəni P → bir qüvvə tətbiq etməklə F → hərəkət edə bilər, dəyəri yükün ağırlığının yarısıdır.

Bloklar bədəni müəyyən bir məsafəyə aparmağa imkan verir:

sabit bir blok güc qazanmır; yalnız tətbiq olunan qüvvənin istiqamətini dəyişdirir;
mobil vahid 2 dəfə qüvvəyə minir.

Bununla birlikdə həm hərəkətli, həm də sabit bloklar qazanc verməyin iş: neçə dəfə güc qazanırıq, neçə dəfə məsafəni itiririk (mexanikanın “qızıl qaydası”).

Nümunə 22. Bir sistem iki çəkisiz blokdan ibarətdir: biri daşınan və biri hərəkətsiz. 0.40 kq ağırlığında bir yük hərəkət edən blokun oxundan asılır və yerə toxunur. Şəkildə göstərildiyi kimi sabit blokun üstünə atılan ipin sərbəst ucuna müəyyən bir qüvvə tətbiq olunur. Bu qüvvənin təsiri altında yük 2.0 s-də 4,0 m hündürlüyə qədər istirahət vəziyyətindən yüksəlir. İpə tətbiq olunan güc modulunu tapın.

2 T → ′ + P → \u003d m a →,

2 T ′ - m g \u003d m a,

a \u003d 2 F - m g m.

Yükün əhatə etdiyi yol hündürlüyü ilə döşəmə səthinin üstündə üst-üstə düşür və t ilə düstura görə hərəkət müddəti ilə bağlıdır

və ya sürətləndirmə modulu üçün ifadəni nəzərə alaraq

h \u003d a t 2 2 \u003d (2 F - m g) t 2 2 m.

İstədiyiniz gücü buradan ifadə edirik:

F \u003d m (h t 2 + g 2)

və dəyərini hesablayın:

F \u003d 0.40 (4.0 (2.0) 2 + 10 2) \u003d 2.4 N.

Misal 23. Bir sistem iki çəkisiz blokdan ibarətdir: biri daşınan və biri hərəkətsiz. Şəkildə göstərildiyi kimi müəyyən yük sabit hissənin oxundan asılır. İpin sərbəst ucuna tətbiq olunan sabit bir qüvvənin təsiri altında yük sabit sürətlənməyə başlayır və 2.0 s-də 3.0 m məsafədə yuxarıya doğru hərəkət edir. Yükün hərəkəti zamanı tətbiq olunan güc orta hesabla 12 vat gücündə inkişaf edir. Yük kütləsini tapın.

Həll yolu. Daşınar və sabit bloklarda hərəkət edən qüvvələr rəqəmdə göstərilmişdir.

İki qüvvə T → ipin tərəfindəki sabit blokda hərəkət edir (blokun hər iki tərəfində); bu qüvvələrin təsiri altında blokun translational hərəkəti olmur. Bu qüvvələrin hər biri ipin ucuna tətbiq olunan F → qüvvəsinə bərabərdir:

Daşınan blokda üç qüvvə hərəkət edir: iki ip gərginlik qüvvəsi T → ′ (blokun hər iki tərəfində) və yükün çəkisi P → \u003d m g →; Göstərilən qüvvələrin təsiri altında blok (ondan dayandırılan yüklə birlikdə) sürətlənərək hərəkət edir.

Hərəkətli blok üçün ikinci Newton qanunu şəklində yazırıq:

2 T → ′ + P → \u003d m a →,

və ya şaquli yuxarıya doğru yönəlmiş bir koordinat oxuna proyeksiya etməklə,

2 T ′ - m g \u003d m a,

burada T ′ - ipin gərginlik qüvvəsinin modulu; m - yükün kütləsi (yüklü mobil hissənin kütləsi); g - sərbəst düşmə sürətləndirmə modulu; a - vahid sürətləndirmə modulu (yük eyni sürətə malikdir, buna görə yükün sürətlənməsi barədə danışacağıq).

T ′ ipinin gərginliyinin modulu T qüvvəsinin moduluna bərabərdir:

buna görə yükün sürətlənmə modulu ifadə ilə müəyyən edilir

a \u003d 2 F - m g m.

Digər tərəfdən, yükün sürətlənməsi səyahət olunan məsafənin düsturu ilə müəyyən edilir:

burada t yükün hərəkət vaxtıdır.

Bərabərlik

2 F - m g m \u003d 2 S t 2

tətbiq olunan qüvvənin modulu üçün bir ifadə əldə etməyə imkan verir:

F \u003d m (S t 2 + g 2).

Yük bərabər sürətlə hərəkət edir, buna görə onun sürətinin modulu ifadə ilə müəyyən edilir

v \u003d at

və orta sürət

〈V〉 \u003d S t \u003d a t 2.

Tətbiq olunan güc tərəfindən hazırlanan orta gücün dəyəri düsturla müəyyən edilir

〈N〉 \u003d F 〈v〉,

və ya güc modulu və orta sürət ifadələrini nəzərə alaraq:

〈N〉 \u003d m a (2 S + g t 2) 4 t.

Buradan istədiyiniz kütləni ifadə edirik:

m \u003d 4 t 〈N〉 a (2 S + g t 2).

Sürətlənmə ifadəsini alınan düstura (a \u003d 2S / t 2) əvəz edirik:

m \u003d 2 t 3 〈N〉 S (2 S + g t 2)

və hesablayın:

m \u003d 2 ⋅ (2.0) 3 ⋅ 12 3.0 (2 ⋅ 3.0 + 10 ⋅ (2.0) 2) ≈ 1.4 kq.

Biblioqrafik təsvir: Shumeiko A.V., Vetashenko O.G. 7-ci sinif üçün fizika dərsliklərində öyrənilən sadə "blok" mexanizmin müasir mənzərəsi // Gənc alim. - 2016. - № 2. - S. 106-113. 07.07.2019).

Sadə bir blok mexanizmini öyrənərkən 7-ci sinif üçün fizika dərslikləri qazancı fərqli şəkildə şərh edir ilə yük qaldırarkən güc bu mexanizmi istifadə edərək, məsələn: in dərslik Pyoryshkina Ə. B. içindəki qazanmalar gücü ilə əldə edilir qol qollarının hərəkət etdiyi blokun təkərindən istifadə edərək və gendenşteyn dərsliyində L. E. ilə eyni qazanc əldə edilir kabeldən istifadə edərək, kabelin gərginlik qüvvəsi hərəkət edir. Fərqli dərsliklər, fərqli mövzular və fərqli qüvvələr - qazanmaq bir yük qaldırarkən güc. Buna görə, bu məqalənin məqsədi obyektləri axtarmaq və ilə qüvvələr olan qazanc sadə bir blok mexanizmi ilə yükü qaldırarkən güc.

Açar sözlər:

Birincisi, 7-ci sinif üçün fizika dərsliklərində sadə bir blok mexanizmi ilə yük qaldırmaqla güc qazanmağın necə əldə olunduğunu müqayisə edəcəyik, bunun üçün eyni konsepsiya olan dərsliklərdən çıxarışları cədvəldə yerləşdirəcəyik.

Pyoryshkin A.V. Fizika. 7-ci sinif.

§ 61. Sükanın balans qaydasının bir bloka tətbiqi, s. 180–183.

Gendenstein L.E. Fizika. 7-ci sinif.

§ 24. Sadə mexanizmlər, s. 188-196.

"Blok Bir qəfəsdə möhkəmləndirilmiş bir yivli bir təkərdir. Bir ip, kabel və ya zəncir bir blokun xəndəyindən keçir.

"Sabit blokoxları sabit olan və mal qaldırarkən qaldırılmayan və düşməyən belə bir blok deyirlər (Şəkil 177).

Sabit bloku bərabər qüvvətli qol kimi nəzərdən keçirmək olar, bunda qüvvələrin çiyinləri təkərin radiusuna bərabərdir (Şəkil 178): ОА \u003d ОВ \u003d r.

Belə bir blok güc qazandırmır.

(F1 \u003d F2), ancaq qüvvənin istiqamətini dəyişdirməyə imkan verir. "

“Sabit bir blok güc qazandırırmı? ... Şəkil 24.1a-da, kabel balıqçının verdiyi qüvvə ilə kabelin sərbəst ucuna çəkilir. Kabelin gərginlik qüvvəsi kabel boyunca sabit qalır, buna görə kabelin yan hissəsindən yükə qədər (balıq) ) eyni modulo qüvvə hərəkət edir. Nəticə olaraq sabit bir blok güc qazandırmır.

6. Güc qazanmaq üçün sabit bir blokdan necə istifadə olunur? Bir insan qaldırsa özüŞəkil 24.6-da göstərildiyi kimi, o zaman adamın çəkisi kabelin iki hissəsinə (blokun əks tərəflərində) bərabər paylanır. Buna görə insan ağırlığının yarısına bərabər olan bir güc tətbiq edərək özünü qaldırır. ”

"Daşınan bir blok oxu ilə yüklənən və enən bir blokdur (Şəkil 179).

Şəkil 180-də müvafiq qolu göstərilir: O - qolun əyri,

AO P qüvvəsinin çiynidir, OB isə F qüvvəsinin çiyindir.

OV çiyin OA çiyindən 2 qat böyük olduğundan,

onda F qüvvəsi P gücündən 2 qat azdır: F \u003d P / 2.

Bu şəkildə mobil vahid qazanc verirgüc 2 dəfə ".

”5. Niyə mobil vahid qazanc verirgüc daxilindəiki dəfə?

Yükün vahid qaldırılması ilə, daşınan bölmə də bərabər hərəkət edir. Beləliklə, ona tətbiq olunan bütün qüvvələrin nəticəsi sıfırdır. Blokun kütləsi və içindəki sürtünmə laqeyd qala bilərsə, bloka üç qüvvənin tətbiq olunduğunu güman edə bilərik: yükün çəkisi P aşağıya doğru yönəldilmiş və iki eyni kabel gərginlik qüvvəsi F yuxarıya doğru yönəldilmişdir. Bu qüvvələrin nəticəsi sıfır olduğu üçün P \u003d 2F, yəni. yükün çəkisi kabelin gərilmə gücündən 2 qat artıqdır. Amma kabel gərginliyi qüvvəsi, daşınan bir blokun köməyi ilə bir yük qaldırarkən tətbiq olunan qüvvədir. Beləliklə sübut etdik cib vahidi bir qazanc verdiyini söylədi güc 2 dəfə ".

"Adətən praktikada sabit bir blokun hərəkətli bir blok ilə birləşməsi istifadə olunur (Şəkil 181).

Sabit bölmə yalnız rahatlıq üçündür. Güc qazanc vermir, əksinə qüvvənin istiqamətini dəyişdirir, məsələn, yerdə dayanaraq yükü qaldırmağa imkan verir.

Şəkil 181. Hərəkətli və sabit blokların birləşməsi - polispast. "

"12. Şəkil 24.7 sistem göstərir

bloklar. Neçə hərəkət bloku var və neçə nəfər sabitdir?

Sürtünmə ilə olarsa, belə bir blok sistemi tərəfindən verilən güc nədir

blokların kütləsini laqeyd etmək olarmı? "

Şəkil 24.7. 240-cı səhifədə cavab verin: “12. Üç mobil və bir hərəkətsiz; 8 dəfə. "

Dərsliklərdəki mətn və rəqəmlərin tanışlığı və müqayisəsini ümumiləşdirmək üçün:

Dərslikdə güc qazanmağın sübutu A. Poryshkina blok təkərdə aparılır və hərəkət edən qüvvə qolun gücüdür; bir yük qaldırarkən sabit blok gücü vermir və hərəkət edən blok 2 dəfə güc qazanır. Yükün sabit birliyə və yüklə daşınan hissəyə asıldığı kabel haqqında heç bir söz yoxdur.

Digər tərəfdən, L.E. Gendenshtein-in dərsliyində, gücün artmasına dair bir dəlil, bir yükdə bir yük və ya bir daşınar bir hissənin asıldığı və hərəkət edən qüvvənin kabel gərginliyi qüvvəsi olduğu; bir yük qaldırarkən sabit bir blok 2 qat qazanc verə bilər, ancaq blok çarxındakı bir qoldan bəhs edilmir.

Blokda və kabeldə güc qazanmağın təsviri ilə ədəbiyyat axtarışı, §84-də akademik G. S. Landsberg tərəfindən redaktə edilmiş "Fizikanın İbtidai Dərsliyi" nə səbəb oldu. 168-175 səhifələrində sadə maşınlara təsvirlər verilir: "sadə bir blok, ikiqat blok, darvaza, kasnaq bloku və diferensial blok." Həqiqətən dizaynında, "ikiqat blok, yükün qaldırıldığı zaman blokların radiusunun uzunluğunun fərqi səbəbindən yükü qaldırarkən güc verir" və "zəncir qaldırıcı ipin səbəbi ilə yükü qaldırarkən qüvvə qazandırır" , bir yük asıldığı bir neçə hissəyə. " Beləliklə, yükü qaldırarkən ayrıca blok və kabelin (ipin) qaldırılması zamanı güc qazancının nə üçün verildiyini öyrənmək mümkün oldu, ancaq blokun və kabelin bir-biri ilə necə təsir etdiyini və yükün bir-birinə necə ötürüldüyünü öyrənmək mümkün olmadı, çünki yük bir kabeldə dayandırıla bilər , və kabel blokun üstünə atılır və ya yük blokda asıla bilər və blok kabeldə asılır. Kabelin gərginlik qüvvəsi sabit olduğunu və kabelin bütün uzunluğu boyunca hərəkət etdiyini, buna görə yükün çəki ilə kabel tərəfindən bloka ötürülməsi kabel və blok arasındakı hər bir əlaqə nöqtəsində, həmçinin blokda dayandırılan yükün ağırlığının kabelə köçürülməsində olacaqdır. Bölmənin kabel ilə qarşılıqlı təsirini aydınlaşdırmaq üçün, mobil fiziki cəhətdən yükü qaldırarkən, məktəb fizika kabinetinin avadanlıqlarından istifadə edərək: dinamometrlər, laboratoriya blokları və 1N (102 q) bir sıra yüklər istifadə edəcəyik. Təcrübələri mobil qurğu ilə başlayırıq, çünki bu qurğunun gücündə güc qazanmağın üç fərqli versiyası var. Birinci versiya “Şəkil 180. Qeyri-bərabər çiyinləri olan bir qol vahidi "- A. Poryshkina'nın dərsliyi, ikinci" Şəkil 24.5 ... iki eyni kabel gərginliyi qüvvəsi F "- L. Hendenstein-in dərsliyində və nəhayət üçüncüsü" Şəkil 145. Polyspast " . Bir ipin bir neçə hissəsinə bir zəncir qaldırıcı daşınan bir qəfəs ilə bir yük qaldırmaq - G. Landsberg G. dərsliyinə görə.

Təcrübə №1. "Şəkil 183"

1 nömrəli təcrübə aparmaq üçün daşınan blokda qüvvət qazanaraq dərslik A. Poryshkina, "Şəkil 183" 1-cü mövqedə hərəkətli blokda "OAB fiqurunun qeyri-bərabər qolları olan qolu" ilə gücləndirərək OAV'ın bərabər olmayan çiyinləri ilə bir qol çəkin. "Şəkil 180" -ə vurun və yükü 1 mövqedən 2-ci mövqeyə qaldırmağa başlayın. Bu anda, qurğu A nöqtəsində öz oxu ətrafında dönərək, saat yönünün əksinə, B nöqtəsi - qaldıranın getdiyi qolun ucu. yarım dairədən kənarda, aşağıdan gələn kabel daşınan blokun ətrafında əyilir. O nöqtəsi - sabitlənməli olan qolun dəstək nöqtəsi aşağıya doğru baxın, "Şəkil 183" - mövqe 2, yəni qeyri-bərabər çiyinlərdə olan qol OAB bərabər çiyinlərdə olan qol kimi dəyişir (eyni yollar O və B nöqtələrini keçir).

Malları 1 mövqedən 2 mövqeyə qaldırarkən daşınar blokdakı OAB qolu mövqeyindəki dəyişikliklər barədə 1 №-li təcrübədə alınan məlumatlara əsasən belə bir nəticəyə gələ bilərik ki, qaldırılan zaman daşınan blokun qeyri-bərabər çiyinləri olan qol kimi təqdim edilməsi "Şəkil 180" -də. yük, blokun öz oxu ətrafında fırlanması ilə bərabər çiyinlərdə olan bir qola uyğundur ki, bu da yükü qaldırarkən güc qazanmır.

2 nömrəli təcrübəyə dinamometrləri kabelin uclarına bağlamaqla başlayırıq ki, üzərinə çəkisi 102 g olan hərəkətli bir qurğu asacağıq və bu, 1 N. çəkiyə uyğun gəlir, kabelin uclarından biri asqıya sabitlənəcək və mobil hissədəki yükü kabelin digər ucunda qaldıracağıq. Qaldırmadan əvvəl, hər iki dinamometrin oxunuşu qaldırma baş verən dinamometrin oxunuşunu qaldırmağın əvvəlində, 0.6 N olaraq dəyişdi və qaldırma zamanı belə qaldı, qaldırma sonunda oxunuş 0,5 N-ə döndü Dinamometrin oxunuşları sabitdir sabit bir asma üçün qalxma zamanı dəyişmədi və 0,5 N. bərabər qaldı. Təcrübənin nəticələrini təhlil edək.

Qaldırmadan əvvəl, 1 N (102 q) bir yük daşınan bir blokda asıldıqda, yükün çəkisi bütün təkərə paylanır və sükanın bütün yarımdairəsi ilə aşağıdan bloku əhatə edən kabelə verilir.
Kabelin iki hissəsinə (blokdan əvvəl və sonra) və ya kabelin gərginlik gücünün 0,5 N olduğuna diqqət çəkən və hər iki dinamometrin oxunuşunu 0,5 N-ə qaldırmadan əvvəl kabelin bütün uzunluğu boyunca (başlanğıcda, kabelin sonunda eyni) - bu deyilənlərin hamısı doğrudur.

2 nömrəli təcrübənin təhlilini hərəkətli bir blokla 2 dəfə güc qazanma dərsliklərinin versiyaları ilə müqayisə edək. Gendenstein L.E.-nin dərsliyindəki ifadədən başlayaq: "... bloka üç qüvvə tətbiq olunur: yükün çəkisi aşağıya doğru yönəldilmiş və iki eyni kabel gərginliyi qüvvəsi yuxarıya doğru yönəldilmişdir (Şəkil 24.5)." Yükün ağırlığının "Şek. 14.5 "kabelin gərginlik qüvvəsi bir olduğu üçün blokdan əvvəl və sonra kabelin iki hissəsinə paylandı. A. Ş.Porışkinin "Daşınan və sabit blokların birləşməsi - kasnak bloku" dərsliyindəki "Şəkil 181" üçün imzanı təhlil etmək qalır. Zəncir qaldırıcı ilə yükü qaldırarkən cihazın və güc qazanmanın təsviri İbtidai Fizika dərsliyində verilmişdir, ed. G. Lansberg, burada deyilir: "Bloklar arasındakı hər bir ip T qüvvəsi ilə hərəkətli bir yük üzərində hərəkət edər və ipin bütün hissələri nT qüvvəsi ilə hərəkət edər. Burada n blokun hər iki hissəsini birləşdirən ipin ayrı hissələrinin sayıdır." Landsberg’in Elementar Fizika dərsliyindən zəncir blokunun “hər iki hissəsini birləşdirən iplə” “181-ci şəkil” ə güc qazandırsaq, onda 179-cu bənddə hərəkət blokunda güc qazanmağın təsviri və müvafiq olaraq ənc. 180 ”səhvdir.

Dörd fizika dərsliyini təhlil etdikdən sonra belə bir nəticəyə gələ bilərik ki, sadə blok mexanizmi ilə güc qazanmağın təsviri real vəziyyətə uyğun deyil və buna görə sadə blok mexanizminin işləməsinin yeni təsvirini tələb edir.

Sadə qaldırıcı dişli bir blokdan və bir ipdən (ip və ya zəncir) ibarətdir.

Bu qaldırma mexanizminin blokları aşağıdakılara bölünür:

sadə və mürəkkəb dizaynla;

hərəkətli və stasionar yükü qaldırma üsulu ilə.

Blokların dizaynı ilə tanışlıq başlayacaq sadə bloköz oxu ətrafında fırlanan bir çarx olan bir kabel (dairə, zəncir) üçün dairə ətrafında bir yiv var və şəkil 1 və bərabər qüvvətli bir qol sayıla bilər, bunda qüvvələrin çiyinləri təkərin radiusuna bərabərdir: ОА \u003d ОВ \u003d r. Belə bir vahid güc qazanmır, ancaq kabelin hərəkət istiqamətini (ip, zəncir) dəyişdirməyə imkan verir.

Cüt blok sərt bir şəkildə bərkidilmiş və Şek. 2'nin ümumi oxuna quraşdırılmış müxtəlif radiuslu iki blokdan ibarətdir. R1 və r2 bloklarının radiusu fərqlidir və yük qaldırıldıqda bərabər olmayan çiyinlər ilə bir qol kimi hərəkət edir və güc qazancı daha böyük diametrli blok radiusunun uzunluğunun daha kiçik diametrli blokun F \u003d P · r1 / r2 nisbətinə bərabər olacaqdır.

Şəbəkə yolu bir silindrdən (barabandan) və ona bağlanmış bir qoldan ibarətdir ki, bu da böyük diametrli bir blok rolunu oynayır.Yazılıq tərəfindən verilən güc qazancı sapı ilə təsvir olunan R dairəsinin radiusunun ipin bükülmüş silindr radiusuna nisbəti ilə müəyyən edilir F \u003d P · r / R.

Bloklarda yüklərin qaldırılması metoduna keçək. Dizayn təsvirindən, bütün blokların ətrafında döndüyü bir ox var. Blokun oxu sabitdirsə və mal qaldırarkən yüksəlmir və yıxılmırsa, belə bir blok deyilir sabit bloksadə blok, ikiqat blok, darvaza.

At yuvarlanan blokox Şek. 10-un yükü ilə yüksəlir və yıxılır və əsasən yükün dayandırıldığı yerdə kabelin qıvrılmasının aradan qaldırılması nəzərdə tutulur.

Cihaz və sadə bir qaldırma mexanizminin ikinci hissəsini - bir kabel, ip və ya zənciri qaldırma üsulu ilə tanış olaq. Kabel polad tellərdən bükülmüş, ip iplərdən və ya iplərdən bükülmüş və zəncir bir-birinə bağlanmış əlaqələrdən ibarətdir.

Yükü dayandırarkən və yükü qaldırarkən güc qazanma yolları: kabel ilə:

Əncirdə 4, yük kabelin bir ucunda sabitlənir və yükü kabelin digər ucunda qaldırırsınızsa, bu yükü qaldırmaq yükün ağırlığından bir qədər böyük güc tələb edəcəkdir, çünki qüvvədə olan sadə qazanc vahidi F \u003d P vermir.

Şəkil 5-də, işçi özünü sadə bir blokun ətrafına bükülən kabel ilə qaldırır, işçinin oturacağı oturacaq kabelin birinci hissəsinin bir ucunda sabitlənir və işçi ağırlığından 2 qat az bir güclə kabelin ikinci hissəsi üçün özünü qaldırır, çünki işçinin çəkisi kabelin iki hissəsinə paylandı, birincisi oturacaqdan bloka, ikincisi blokdan işçinin əlinə F \u003d P / 2.

Şəkil 6-da, iki işçi yükü iki kabel ilə qaldırır və yükün çəkisi kabellər arasında bərabər paylanır və buna görə hər bir işçi yükü F \u003d P / 2-nin yarısının ağırlığı ilə qaldırır.

Şəkil 7-də işçilər bir kabelin iki hissəsinə asılan bir yük qaldırırlar və yükün çəkisi bu kabelin hissələri (bərabər iki kabel arasındakı kimi) arasında bərabər paylanır və hər bir işçi yükü F \u003d P / 2-nin yükünün yarısına bərabər olan bir qüvvə ilə qaldırır.

Şəkil 8-də, işçilərdən birinin yükü qaldırdığı kabelin ucu sabit bir asma üzərində quruldu və yükün ağırlığı kabelin iki hissəsinə paylandı və işçi yükü qaldırdıqda, kabelin ikinci ucu ikiqat artırıldı, işçinin yükü qaldıracağı güc daha az çəki F \u003d P / 2 və yük 2 qat daha yavaş olacaq.

Şəkil 9-da yük bir kabelin 3 hissəsinə asılır, bir ucu sabitlənir və yükü qaldırarkən güc qazanma 3 olacaq, çünki yükün çəkisi kabelin üç hissəsi üzərində paylanacaq F \u003d P / 3.

Kink'i aradan qaldırmaq və sürtünmə qüvvəsini azaltmaq üçün yükün dayandırılması yerində sadə bir blok quraşdırılmışdır və yükü qaldırmaq üçün tələb olunan qüvvə dəyişməmişdir, çünki sadə blok Şəkil 10 və Şəkil 11-in gücünə bir qazanc vermir və blokun özü deyiləcəkdir hərəkət bloku, bu blokun oxu yüksəlir və yüklə birlikdə düşür.

Teorik olaraq, bir kabelin sınırsız sayıda yük dayandırıla bilər, lakin onlar praktik olaraq altı hissə ilə məhdudlaşır və belə bir qaldırma mexanizmi adlanır kasnaq bloku, sadə bir blok ilə sabit və daşınar bir tutacaqdan ibarətdir, alternativ olaraq bir kabel ilə bükülmüş, bir ucunda sabit bir tutacaqa sabitlənmiş və yük kabelin ikinci ucunda qaldırılmışdır. Gücü artımı sabit və daşınan kliplər arasındakı kabel hissələrinin sayından asılıdır, bir qayda olaraq kabelin 6 hissəsi, gücün qazancı isə 6 dəfə artır.

Məqalədə yükü qaldırarkən bloklar və kabel arasındakı real qarşılıqlı təsirləri müzakirə olunur. Mövcud bir təcrübə, "sabit bir blok güc vermir və daşınan bir blok 2 qat güc qazandırır" kabelini və blokun qaldırma mexanizmindəki qarşılıqlı təsirini səhv izah etdi və blokların inşasının bütün müxtəlifliyini əks etdirmədi ki, bu da birtərəfli səhv fikirlərin inkişafına səbəb oldu. blok. Blokun sadə mexanizmini öyrənmək üçün mövcud material həcmi ilə müqayisədə məqalənin həcmi 2 dəfə artdı, lakin bu, sadə yük qaldırma mexanizmində baş verən prosesləri yalnız tələbələr üçün deyil, həm də müəllimlər üçün aydın və ağıllı izah etməyə imkan verdi.

İstinadlar:

Porykin, A.V. Fizika, 7-ci sinif .: dərslik / A.V. Porışkin.- 3-cü nəşr, Əlavə.- M .: Drofa, 2014, - 224 s., İll. ISBN 978-55358-14436-1. § 61. Tutma balansı qaydasının bloka tətbiqi, s. 181–183.
Gendenstein, L.E. Fizika. 7-ci sinif. 2 saatlıq hissə 1. Təhsil müəssisələri üçün dərslik / L. E. Gendenshten, A. B. Kaydalov, V. B. Kozhevnikov; redaktorluğu altında V.A. Orlova, I. I. Roisen, 2-ci nəşr, Rev. - M.: Mnemosyne, 2010.-254 s.: İll. ISBN 978-55346-01453-9. § 24. Sadə mexanizmlər, s. 188-196.
Akademik G. S. Landsberg tərəfindən redaktə olunan fizikanın ibtidai dərsliyi, Cild 1. Mexanika. İsti. Molekulyar fizika, 10-cu nəşr, Moskva: Nauka, 1985. § 84. Sadə maşınlar, s. 168–175.
Gromov, S.V. Fizika: Dərslik. 7 kl üçün ümumi təhsil. qurumlar / S.V.Qromov, N.A. Rodina.- 3-cü ed. - M.: Təhsil, 2001.-158 s., Xəst. ISBN-5–09–010349–6. § 22. Blok, səh 55-57.

Açar sözlər: blok, ikiqat blok, sabit blok, hərəkətli blok, kasnak bloku..

Qeyd: 7-ci sinif üçün fizika dərslikləri, sadə bir blok mexanizmini öyrənərkən, bu mexanizmdən istifadə edərək bir yük qaldırarkən gücü artımını fərqli şəkildə şərh edin, məsələn: A.V.Perişkinin dərsliyində güc qazanma qol qollarının hərəkət etdiyi blok təkərin köməyi ilə əldə edilir. və Gendenshtein L. E. dərsliyində eyni qazanc kabelin gərginlik qüvvəsinin təsir etdiyi bir kabel köməyi ilə əldə edilir. Fərqli dərsliklər, fərqli mövzular və fərqli qüvvələr - bir yük qaldırarkən güc qazanmaq. Buna görə, bu məqalənin məqsədi sadə bir blok mexanizmi ilə bir yük qaldırarkən güc qazanmaqla cisim və qüvvə axtarmaqdır.

Bloklar sadə mexanizmlər kimi təsnif edilir. Qüvvələrin çevrilməsinə xidmət edən bu qurğular qrupunda bloklara əlavə olaraq bir qolu, meylli bir təyyarə daxildir.

Tərif

Blok - sabit bir ox ətrafında dönmə qabiliyyətinə malik olan möhkəm bir cisim.

Bloklar bir ipin (torso, ip, zəncir) keçdiyi bir yiv olan disklər şəklində (təkərlər, aşağı silindrlər və s.) Hazırlanır.

Sabit - sabit oxlu bir blokdur (Şəkil 1). Bir yük qaldırarkən hərəkət etmir. Sabit blok bərabər çiyinləri olan bir qol kimi qəbul edilə bilər.

Blokun tarazlığı üçün şərt ona tətbiq olunan qüvvələrin anlarının tarazlığı şərtidir:

Şəkil 1-dəki blok, iplərin gərginlik qüvvələri bərabər olduqda tarazlıq içində olacaqdır:

bu qüvvələrin çiyinləri eyni olduğundan (OA \u003d OV). Sabit bir birlik güc qazanmır, ancaq qüvvənin hərəkət istiqamətini dəyişdirməyə imkan verir. Yuxarıdan gedən iplə çəkmək, çox vaxt aşağıdan keçən ipi çəkməkdən daha rahatdır.

Sabit blokun üstünə atılan ipin bir ucuna bağlanan yükün kütləsi m olarsa, qaldırmaq üçün ipin digər ucuna bərabər olan F qüvvə tətbiq olunmalıdır:

nəzərə alsaq blokdakı sürtünmə qüvvəsi. Blokdakı sürtünməni nəzərə almaq lazımdırsa, müqavimət əmsalı (k) tətbiq edilir, sonra:

Bir blok dəyişdirmə hamar hərəkətsiz bir dəstək kimi xidmət edə bilər. Dəstək boyunca sürüşən belə bir dayağın üzərinə bir ip (ip) atılır, lakin sürtünmə qüvvəsi artır.

Sabit bölmə işdə qazanc vermir. Qüvvələrin tətbiqi nöqtələrini keçən yollar eynidır, qüvvəyə bərabərdir, buna görə də işə bərabərdir.

Sabit bloklardan istifadə edərək güc qazanmaq üçün, bloklardan, məsələn, cüt blokdan istifadə olunur. Blokların fərqli diametrləri olmalıdır. Onlar öz aralarında hərəkətsiz şəkildə bağlanır və tək oxa quraşdırılırlar. Hər bir bloka bir ip bağlanır ki, sürüşmədən bloka sarılsın və ya kənarlaşdırılsın. Bu vəziyyətdə qüvvələrin çiyinləri qeyri-bərabər olacaqdır. İkiqat blok müxtəlif uzunluqlu çiyinlərlə bir qol kimi çıxış edir. Şəkil 2 cüt blok diaqramını göstərir.

Şəkil 2-də olan qol üçün tarazlıq şərti düstur olacaq:

İkiqat güc gücü çevirə bilər. Böyük bir radius blokunun ətrafındakı bir ipə daha az güc tətbiq etməklə, kiçik radius bir blok ətrafında ipin yarasına tərəf hərəkət edən bir qüvvə əldə edilir.

Hərəkətli bir blok oxu ilə birlikdə hərəkət edən bir blokdur. Əncirdə 2 daşınan blok müxtəlif ölçülü çiyinləri olan bir qol kimi qəbul edilə bilər. Bu vəziyyətdə O nöqtəsi qolun dolğunluqudur. OA gücün çiynidir; OB güc çiynidir. Gəlin şəkli nəzərdən keçirək. 3. Qüvvənin çiyni qüvvənin çiyindən iki qat böyükdür, buna görə tarazlıq üçün F gücünün P qüvvəsinin modulundan iki dəfə az olması lazımdır:

Daşınan bir blokun köməyi ilə iki dəfə güc qazana biləcəyimiz qənaətinə gələ bilərik. Sürtünmə qüvvəsi nəzərə alınmadan hərəkət edən blokun tarazlıq vəziyyəti aşağıdakı kimi yazılır:

Blokdakı sürtünmə qüvvəsini nəzərə almağa çalışırsınızsa, blokun müqavimət əmsalı (k) daxil edin və alın:

Bəzən daşınan və sabit bir blokun birləşməsi istifadə olunur. Bu birləşmədə rahatlıq üçün sabit bir vahid istifadə olunur. Güc bir qazanc vermir, ancaq qüvvənin istiqamətini dəyişdirməyə imkan verir. Səyyar vahid tətbiq olunan qüvvənin ölçüsünü dəyişdirmək üçün istifadə olunur. Bloku əhatə edən ipin ucları üfüqi ilə eyni bucaqları düzəldirsə, yükü təsir edən qüvvənin bədən çəkisinə nisbəti blokun radiusunun ipin əhatə etdiyi qövsün akkorduna nisbətinə bərabərdir. İplər paraleldirsə, yükü qaldırmaq üçün lazım olan qüvvə qaldırılacaq yükün ağırlığından iki qat az tələb olunur.

Mexanikanın Qızıl Qaydası

Sadə qazanc mexanizmləri olmur. Nə qədər güc qazanırıqsa, məsafədə eyni sayda itiririk. İş yerdəyişmə yolu ilə qüvvənin skalyar məhsuluna bərabər olduğundan, hərəkətli (həm də hərəkətsiz) bloklardan istifadə edərkən dəyişməyəcəkdir.

"Qızıl qayda" düsturu şəklində aşağıdakı kimi yazmaq olar:

güc tətbiq etmə nöqtəsinin keçdiyi yol haradadır - güc tətbiq etmə nöqtəsinin keçdiyi yol.

Qızıl qayda enerjinin qorunması qanununun ən sadə tərtibidir. Bu qayda mexanizmlərin vahid və ya demək olar ki, vahid hərəkəti hallarına aiddir. İplərin uclarının tərcümə hərəkətinin məsafələri blokların radiusu ilə əlaqələndirilir (və):

Bir cüt blok üçün "qızıl qayda" nı yerinə yetirmək üçün bunu əldə etməliyik:

Qüvvələr balanslıdırsa, blok yatır və ya bərabər hərəkət edir.

Problemlərin həllinə dair nümunələr

NÜMUNƏ 1

Tapşırıq

İki daşınan və iki sabit blokdan bir sistem istifadə edərək işçilər bina şüalarını qaldırır, 200 N. bərabər bir güc tətbiq edərkən şüaların kütləsi (m) nədir? Bloklarda sürtünmə hesab etməyin.

Həll yolu

Gəlin rəsm çəkək.

Yük sisteminə tətbiq olunan yükün çəkisi qaldırıcı gövdəyə (şüa) tətbiq olunan cazibə qüvvəsinə bərabər olacaqdır:

Sabit qazanc blokları güc vermir. Hər bir mobil vahid iki dəfə bir qazanc verir, buna görə də bizim şərtlərimizdə dörd dəfə bir qazanc əldə edəcəyik. Bu o deməkdir ki, yaza bilərsiniz:

Şüanın kütləsinin bərabər olduğunu alırıq:

Şüanın kütləsini hesablayırıq, götürürük:

Cavab

m \u003d 80 kq

NÜMUNƏ 2

Tapşırıq	Birinci misalda işçilərin şüaları qaldıracağı hündürlük m-ə bərabər olsun. Fəhlələrin gördüyü işlər nədir? Yükün müəyyən bir yüksəkliyə doğru hərəkət etməsi nədir?
Həll yolu	Mexanikanın "qızıl qaydasına" uyğun olaraq, mövcud bloklar sistemindən istifadə edərək dörd dəfə güc qazansaq, hərəkət itkisi də dörd olacaqdır. Bizim nümunəmizdə bu, işçilərin seçməli olduğu ipin (l) uzunluğunun yükün gedəcəyi məsafədən dörd dəfə uzun olması deməkdir, yəni: