Jednostavni mehanizmi. Blok Mobilni blok donosi dobitak

blok   predstavlja uređaj u obliku kotača s utorom kroz koji prolazi konop, kabel ili lanac. Postoje dvije glavne vrste blokova - pomični i nepomični. Os fiksnog bloka je fiksna i ne diže se i pada prilikom podizanja tereta (Sl. 54), dok se os pomičnog bloka pomiče s teretom (Sl. 55).

Fiksni blok ne daje dobit u snazi.   Koristi se za promjenu smjera sile. Tako, na primjer, primjenjujući silaznu sila na konopac bačen preko takvog bloka, prisilimo teret da se podigne (vidi Sl. 54). S pokretnom jedinicom situacija je drugačija. Ovaj blok omogućuje vam da uravnotežite silu s malom silom, 2 puta većom. Da bismo to dokazali, okrećemo se slici 56. Primjenjujući silu F, nastojimo zakrenuti blok oko osi koja prolazi kroz točku O. Trenutak ove sile jednak je proizvodu Fl, gdje je l rame sile F, jednak promjeru OB jedinice. Istodobno, opterećenje pričvršćeno na blok svojom težinom P stvara trenutak jednak, gdje je rame sile P jednako polumjeru bloka OA. Prema pravilu trenutaka (21.2)

kao što je potrebno dokazati.

Iz formule (22.2) proizlazi da je P / F \u003d 2. To znači da dobitak čvrstoće dobiven upotrebom pokretnog bloka je 2, Iskustvo prikazano na slici 57 potvrđuje ovaj zaključak.

U praksi se često koristi kombinacija pomičnog bloka s fiksnim (Sl. 58). To vam omogućuje promjenu smjera sile uz istodobni dvostruki dobitak snage.

Da bi se postigao veći dobitak snage, nazvan je mehanizam za podizanje blok remenica, Grčka riječ "polispast" nastala je iz dva korijena: "poly" - puno i "spao" - povučem, tako da se općenito ispada "multi-pull".

Polispast je kombinacija dva kaveza, od kojih se jedan sastoji od tri fiksna bloka, a drugi od tri mobilna bloka (Sl. 59). Budući da svaki od pokretnih blokova udvostručuje vučnu silu, općenito, lančana dizalica daje šest puta veću snagu.

1. Koje dvije vrste blokova poznajete? 2. Koja je razlika između mobilne jedinice i stacionarne? 3. U koju svrhu se koristi fiksni blok? 4. Zašto koristiti pokretnu jedinicu? 5. Što je lančana dizalica? Koji dobitak od snage daje?

Opis uređaja

Blok je jednostavan mehanizam, a to je kotač s utorom oko oboda za konop ili lanac, koji se može slobodno okretati oko svoje osi. Međutim, konopac bačen preko grane drveća također je u određenoj mjeri blok.

Zašto su potrebni blokovi?

Ovisno o njihovom dizajnu, blokovi vam mogu omogućiti promjenu smjera primijenjene sile (na primjer, kako biste podigli određeni teret ovješen na užetu bačenom preko grane stabla, morate povući drugi kraj užeta dolje ... ili u stranu). Istodobno, ova jedinica neće donijeti snagu. Takvi se blokovi nazivaju stacionaran, budući da je os rotacije bloka čvrsto fiksirana (naravno, ako se grana ne slomi). Takvi se blokovi koriste radi praktičnosti. Na primjer, kada dižete teret na visinu, mnogo je lakše povući konop s teretom bačenim preko blokadolje primjenjujući na sebi njezinu tjelesnu težinu, nego da se uspravite i povučete teret konopom.

Pored toga, postoje blokovi koji ne samo da vam omogućuju promjenu smjera primijenjene sile, već i daju dobitak u snazi. Taj se blok zove mobilan   i djeluje upravo suprotno od pokretne jedinice.

Da biste dobili dobitak u snazi, potrebno je čvrsto fiksirati jedan kraj užeta (na primjer, vezati ga za granu). Dalje, na konop se postavlja kotač s olukom na koji je suspendiran teret (to se mora učiniti kako bi kotač s teretom mogao slobodno voziti duž našeg konopa).Sada, povlačeći slobodni kraj užadi prema gore, vidjet ćemo da se blok s teretom također počeo dizati.

Napori koje ćemo trebati potrošiti da na ovaj način podignemo teret bit će otprilike 2 puta manja od težine tereta zajedno s jedinicom. Nažalost, ova vrsta bloka ne dopušta promjenu smjera sile u širokom rasponu, pa se često koristi zajedno s fiksnim (kruto fiksnim) blokom.

Opis iskustva

U početku, video prikazuje princip gibanja fiksnog bloka: opterećenja iste mase suspendiraju se iz čvrsto učvršćenog bloka, dok je blok u ravnoteži. Ali samo objesite jednu dodatnu težinu, čim prednost započne na velik način.

Nadalje, koristeći sustav pomičnih i fiksnih blokova, pokušavamo postići ravnotežno stanje odabirom optimalnog broja utega s obje strane. Kao rezultat, blok je uravnotežen kada broj utega visi od pomičnog bloka postane dvostruko veći od utega suspendiranog na slobodnom kraju niti.

Dakle, to možemo zaključiti mobilni blok daje dvostruko povećanje snage.

Zanimljivo je

Znate li da se pokretni i fiksni blokovi naširoko koriste u zupčanicima automobila? Pored toga, blokovi se koriste od strane građevinara za podizanje velikih i malih tereta (dobro ili sami. Na primjer, prilikom popravljanja vanjskih fasada zgrada, građevinari često rade u kolijevci koja se može kretati između poda. Nakon završetka radova na podu, radnici mogu brzo pomaknuti kolijevku. kat više, koristeći samo nečiju vlastitu snagu). Blokovi su toliko rašireni zbog jednostavnosti njihovog sastavljanja i praktičnosti rada s njima.

Tim "Fizički gusari"

Istraživački zadatak

Pomoću blokovskog sustava dobit ćete čvrstoću od 2,3,4 puta. Koja je druga pobjeda? Predstavite blok dijagrame i fotografije .

cilj:   Pomoću blokovskog sustava dobit ćete čvrstoću od 2,3,4 puta.

Plan:

    Istražite što su blokovi, čemu služe.

    Provedite eksperimente s blokovima, dobit ćete jačinu 2,3,4 puta.

    Za izdavanje rada.

    Napravite fotoreportažu.

izvješće:

Proučavali smo da fiksni blok ne daje dobitak na snazi, a pokretni blok daje dobitak snage dva puta.

Iznesite hipotezu :

Iskustvo br. 1. 2 puta pojačajte pomoću pokretnog bloka .

oprema:   stativ, 2 spojnice, 1 noga, šipka, 1 pomični blok, 1 fiksni blok, težina 1 kg (težina 10 N), dinamometar, konop.

Eksperiment:

1. Na stativu učvrstite fiksni blok, šipku, tako da ravnina fiksnog bloka i kraj štapa leže u istoj ravnini.

2. Pričvrstite jedan kraj užeta na šipku, prebacite konop kroz pokretni blok i kroz fiksni blok.

3. Objesite uteg na kuku pokretnog bloka i pričvrstite dinamometar na slobodni kraj užeta.

5. Napravite zaključak.

Rezultati mjerenja:

zaključak: F   \u003d P / 2, dobitak na snazi \u200b\u200bje 2 puta.

Oprema. Instalacija za iskustvo br. 1

Izvođenje eksperimenta br. 1.

Iskustvo br. 2. 4 puta jači s pomoću dva pomična bloka.

oprema:   stativ, 2 pokretna bloka, 2 fiksna bloka, 2 težine od 1 kg (10 N) svaki, dinamometar, konop.

Eksperiment:

1. Na tronožac pomoću 3 spojnice i 2 noge pričvrstite 2 fiksna bloka i šipku tako da ravnina blokova i kraj štapa leže u istoj ravnini.

2. Pričvrstite jedan kraj užeta na šipku, premjestite konop uzastopno kroz 1. pomični blok, 1. fiksni blok, 2. pomični blok, 2. stacionarni blok.

3. Objesite uteg na kuku svakog pomičnog bloka i pričvrstite dinamometar na slobodni kraj užeta.

4. Izmjerite vučnu silu (ruku) dinamometrom, usporedite je s težinom utega.

5. Napravite zaključak.

Instalacija za iskustvo br. 2

Rezultati mjerenja:

zaključak:F   \u003d P / 4, dobitak na snazi \u200b\u200bje 4 puta.

Iskustvo br. 3. Dobivanje trostrukog porasta snage uz pomoć prvog kretnog bloka.

Da biste dobili snagu od tri puta, trebate upotrijebiti 1,5 pokretna bloka. Budući da je nemoguće odvojiti polovicu od pokretnog bloka, dvaput biste trebali upotrijebiti konopac: jednom bacite konop kroz njega, drugi put pričvrstite kraj užeta na njegovu polovicu, tj. do centra.

oprema:   stativ, 1 pomični blok s dvije kuke, 1 fiksni blok, 1 težina 1 kg (težina 10 N), dinamometar, konop.

Eksperiment:

1. Pomoću spojke pričvrstite 1 fiksnu jedinicu na stativ.

2. Pričvrstite jedan kraj užeta na gornju kuku pokretnog bloka, pričvrstite težinu na donju kuku pokretnog bloka.

3. Gurnite uže uzastopno s gornje kuke pokretnog bloka kroz fiksni blok, ponovo oko pokretnog bloka i opet kroz fiksni blok, zakačite dinamometar na slobodni kraj užeta. Trebali biste dobiti 3 užadi na kojima počiva pomični blok - 2 na rubovima (puni blok) i jedan u njegovom središtu (pola bloka). Tako koristimo 1.5 pokretnih blokova.

4. Izmjerite vučnu silu (ruku) dinamometrom, usporedite je s težinom utega.

5. Napravite zaključak.

Instalacija za eksperiment br. 3. Provođenje eksperimenta br. 3.

Rezultati mjerenja:

zaključak:F   \u003d P / 3, dobitak snage je 3 puta.

zaključak:

Izvršivši eksperimente br. 1-3, testirali smo hipotezu iznesenu prije studije. Potvrdila je. Prema rezultatima pokusa utvrdili smo sljedeće činjenice:

    da biste dobili dvostruko povećanje snage, trebate upotrijebiti 1 pokretni blok;

    da biste pobijedili u vlasti 4 puta, trebate koristiti 2 pokretna bloka;

    da biste pobijedili 3 puta, trebate upotrijebiti 1.5 pokretnih blokova.

Također smo primijetili da je dobitak snage jednak broju užadi na kojima počivaju pokretni blokovi:

    u pokusu br. 1: 1 pomični se blok temelji2   užad - dobitak u snazi \u200b\u200bu2   puta;

    u eksperimentu br. 2: 2 pomična bloka temelje se na4 užad - dobitak u snazi \u200b\u200bu4   puta;

    u pokusu br. 3, pokretna jedinica temelji se na3   užad - dobitak u snazi \u200b\u200bu3   puta.

Ovaj se obrazac može primijeniti za dobivanje bilo kojeg broja jačanja čvrstoće. Na primjer, da biste 8 puta dobili pobjedu, trebate koristiti 4 pokretna bloka tako da se odmaraju na 8 užadi.

Dodatak:

Blok dijagrami za eksperimente br. 1-3.

Pogledajte sljedeću stranicu.

Blokovi se koriste za podizanje tereta. Blok je kotač s žlijebom, postavljen u kavez. Utor, kabel ili lanac prolazi kroz utor kanala. stacionaran   nazivaju takav blok, čija je os fiksirana i pri podizanju robe ne diže se i ne pada (Sl. 1, a, b).

Fiksni blok može se smatrati jednakom rukom, u kojoj su ramena primijenjenih sila jednaka polumjeru kotača. Stoga iz pravila trenutaka proizlazi da nepokretni blok ne daje dobit na snazi. Omogućuje vam promjenu smjera sile.

Slika 2, a, b pokazuje pokretni blok   (os bloka se diže i pada s teretom). Takav se blok okreće oko trenutne osi O. Pravilo trenutaka za to imat će oblik

Dakle, pomična jedinica daje dobitak na snazi \u200b\u200bdva puta.

Obično se u praksi koristi kombinacija fiksnog bloka s pokretnim blokom (Sl. 3). Fiksna jedinica služi samo radi praktičnosti. On, mijenjajući smjer sile, omogućuje, na primjer, podizanje tereta, stojeći na zemlji.

U suvremenoj tehnologiji mehanizmi za dizanje tereta široko se koriste za prijevoz robe na gradilištima i u poduzećima, čiji su neizostavni dijelovi jednostavni mehanizmi. Među njima su najstariji izumi čovječanstva: blok i poluga. Drevni grčki znanstvenik Archimedes olakšao je čovjekovo djelo dajući mu snagu prilikom korištenja njegova izuma i naučio ga da mijenja smjer sile.

Blok je kotač s utorom oko kruga za konop ili lanac čija je os kruto pričvršćena na zid ili stropnu gredu.

Podizni uređaji obično koriste ne jedan, već nekoliko blokova. Sustav blokova i kablova, dizajniran da poveća nosivost, naziva se lančanom dizalicom.

Pomični i fiksni blok isti su drevni jednostavni mehanizmi kao i poluga. Već 212. godine prije Krista, Sirakužani su uz pomoć kuka i hvataljki povezanih s blokovima oduzeli opsadno oružje od Rimljana. Gradnju vojnih vozila i obranu grada vodio je Arhimed.

Fiksni blok Arhimed je smatrao jednakom rukom.

Trenutak sile koji djeluje na jednu stranu bloka jednak je momentu sile koji se primjenjuje na drugoj strani bloka. Sile koje stvaraju ove trenutke su iste.

Nema na snazi, ali takav blok omogućuje vam da promijenite smjer sile, što je ponekad potrebno.

Archimedes je mobilni blok uzeo kao nejednaku polugu, dajući snagu dva puta. U odnosu na središte rotacije, postoje trenuci sila koji moraju biti jednaki u ravnoteži.

Archimedes je proučavao mehanička svojstva pokretnog bloka i primijenio ga u praksi. Prema Ateneju, "razrađene su mnoge metode za pokretanje gigantskog broda kojeg je izgradio sirakunski tiranin Hieron, ali je mehaničar Arhimed, pomoću jednostavnih mehanizama, uspio pomaknuti brod uz pomoć nekolicine ljudi. Arhimed je izumio blok i u njega pokrenuo ogroman brod" ,

Blok ne daje dobitak u radu, što potvrđuje zlatno pravilo mehanike. To se lako može provjeriti obraćanjem na udaljenosti koja su pređena rukom i na težinu.

Sportski jedrenjaci, poput jedrenjaka prošlosti, ne mogu bez blokova prilikom postavljanja i upravljanja jedrima. Moderni brodovi trebaju blokove za podizanje signala, čamce.

Ova kombinacija pomičnih i fiksnih blokova na elektrificiranoj željezničkoj pruzi za podešavanje napetosti žica.

Takav sustav blokova mogu koristiti jedrilice za podizanje svojih vozila u zrak.