მარტივი მექანიზმები. ბლოკი მოძრავი ბლოკი მოგებას იძლევა

დაბლოკვაარის ბორბლის ფორმის მოწყობილობა ღარით, რომლითაც გადის თოკი, კაბელი ან ჯაჭვი. არსებობს ორი ძირითადი ტიპის ბლოკი - მოძრავი და ფიქსირებული. ფიქსირებული ბლოკისთვის ღერძი ფიქსირდება და ტვირთის აწევისას არ ადის და არ ეცემა (სურ. 54), ხოლო მოძრავი ბლოკისთვის ღერძი დატვირთვასთან ერთად მოძრაობს (სურ. 55).

ფიქსირებული ბლოკიარ აძლევს ძალას.იგი გამოიყენება ძალის მიმართულების შესაცვლელად. ასე, მაგალითად, ასეთ ბლოკზე გადაყრილ თოკზე დაღმავალი ძალის გამოყენებით, ვაიძულებთ დატვირთვას აწიოს ზემოთ (იხ. სურ. 54). განსხვავებული სიტუაციაა მოძრავი ბლოკით. ეს ბლოკი საშუალებას აძლევს მცირე ძალას დააბალანსოს ძალა, რომელიც 2-ჯერ მეტია. ამის დასამტკიცებლად ვნახოთ სურათი 56. F ძალის გამოყენებით ჩვენ ვცდილობთ მოვატრიალოთ ბლოკი ღერძის გარშემო, რომელიც გადის O წერტილში. ამ ძალის მომენტი პროდუქტის ტოლი Fl, სადაც l არის F ძალის მკლავი, OB ბლოკის დიამეტრის ტოლი. ამავდროულად, ბლოკზე მიმაგრებული დატვირთვა თავისი წონით P ქმნის მომენტს, რომლის ტოლია P ძალის მკლავი OA ბლოკის რადიუსის ტოლი. მომენტის წესის მიხედვით (21.2)

ქ.ე.დ.

ფორმულიდან (22.2) გამომდინარეობს, რომ P/F = 2. ეს ნიშნავს, რომ მოძრავი ბლოკის გამოყენებით მიღებული სიმძლავრის მომატება უდრის 2-ს. 57-ე სურათზე გამოსახული ექსპერიმენტი ადასტურებს ამ დასკვნას.

პრაქტიკაში ხშირად გამოიყენება მოძრავი ბლოკისა და ფიქსირებულის კომბინაცია (სურ. 58). ეს საშუალებას გაძლევთ შეცვალოთ ძალის ზემოქმედების მიმართულება სიმტკიცის ერთდროული ორმაგი მომატებით.

სიმტკიცის მეტი მომატების მისაღებად, ამწევ მექანიზმს ე.წ ჯაჭვის ამწე. ბერძნული სიტყვა„პოლისპასტი“ წარმოიქმნება ორი ძირიდან: „პოლი“ - ბევრი და „სპაო“ - მე ვწევ, ასე რომ, ზოგადად, გამოდის „ბევრი მოზიდვა“.

საბურველი არის ორი გალიის კომბინაცია, რომელთაგან ერთი შედგება სამი ფიქსირებული ბლოკისგან, ხოლო მეორე სამი მოძრავი ბლოკისგან (სურ. 59). ვინაიდან თითოეული მოძრავი ბლოკი აორმაგებს წევის ძალას, ზოგადად, საბურველი იძლევა ძალაში ექვსჯერ გაზრდას.

1. რა ორი ტიპის ბლოკი იცით? 2. რა განსხვავებაა მოძრავ ბლოკსა და ფიქსირებულს შორის? 3. რა მიზნით გამოიყენება ფიქსირებული ბლოკი? 4. რისთვის გამოიყენება მოძრავი ბლოკი? 5. რა არის ჯაჭვის ამწე? რა ძალას იძლევა ის?

მოწყობილობის აღწერა

ბლოკი არის მარტივი მექანიზმი, რომელიც არის ბორბალი, რომელსაც აქვს ღარი თოკის ან ჯაჭვის გარშემო, რომელსაც შეუძლია თავისუფლად ბრუნოს თავისი ღერძის გარშემო. თუმცა, ხის ტოტზე გადაგდებული თოკიც გარკვეულწილად ბლოკია.

რატომ არის საჭირო ბლოკები?

მათი დიზაინიდან გამომდინარე, საბურავებს შეუძლიათ შეცვალონ გამოყენებული ძალის მიმართულება (მაგალითად, ხის ტოტზე გადაყრილ თოკზე დაკიდებული გარკვეული დატვირთვის ასაწევად, საჭიროა თოკის მეორე ბოლო ჩამოწიოთ ქვემოთ. .. ან გვერდზე). სადაც, ეს ბლოკიარ მისცემს ძალას. ასეთ ბლოკებს ე.წ უმოძრაო, ვინაიდან ბლოკის ბრუნვის ღერძი მკაცრად ფიქსირდება (რა თქმა უნდა, თუ ტოტი არ იშლება). ასეთი ბლოკები გამოიყენება მოხერხებულობისთვის. მაგალითად, ტვირთის სიმაღლეზე აწევისას ბევრად უფრო ადვილია თოკის გაყვანა ბლოკზე გადაყრილი ტვირთით.ქვემოთ ზედ დგომა და თოკით ტვირთი თქვენსკენ ზიდვის ნაცვლად სხეულის სიმძიმის დადება.

გარდა ამისა, არის ბლოკები, რომლებიც საშუალებას გაძლევთ არა მხოლოდ შეცვალოთ გამოყენებული ძალის მიმართულება, არამედ უზრუნველყოთ სიძლიერის მომატება. ამ ბლოკს ე.წ მობილურიდა მუშაობს ზუსტად მოძრავი ბლოკის საპირისპიროდ.

სიმტკიცის მოსაპოვებლად საჭიროა თოკის ერთი ბოლო მყარად დაამაგროთ (მაგალითად, მიამაგრეთ იგი ტოტზე). შემდეგი, თოკზე დამონტაჟებულია ღარიანი ბორბალი, საიდანაც ტვირთი ჩერდება (ეს ისე უნდა გაკეთდეს, რომ ტვირთით ბორბალმა თავისუფლად იმოძრაოს ჩვენი თოკის გასწვრივ).ახლა, თოკის თავისუფალი ბოლო ზევით აწევით, დავინახავთ, რომ დატვირთვის მქონე ბლოკმა ასევე დაიწყო აწევა.

ძალისხმევა, რომელიც დაგვჭირდება ამ გზით ტვირთის ასაწევად, დაახლოებით 2-ჯერ ნაკლები იქნება ტვირთის წონაზე ბლოკთან ერთად. Მონანიება ამ ტიპისბლოკი არ იძლევა ძალის მიმართულების შეცვლას ფართო დიაპაზონში, ამიტომ ხშირად გამოიყენება ფიქსირებულ (მყარად დამაგრებულ) ბლოკთან ერთად.

გამოცდილების აღწერა

პირველ რიგში, ვიდეოში ნაჩვენებია ფიქსირებული ბლოკის მოქმედების პრინციპი: თანაბარი მასის დატვირთვები შეჩერებულია ხისტი ფიქსირებული ბლოკიდან, ხოლო ბლოკი წონასწორობაშია. მაგრამ როგორც კი დაკიდებთ ერთ დამატებით წონას, უპირატესობა მაშინვე იწყებს ზრდას.

შემდეგი, მოძრავი და ფიქსირებული ბლოკების სისტემის გამოყენებით, ჩვენ ვცდილობთ მივაღწიოთ წონასწორობის მდგომარეობას ორივე მხრიდან დაკიდებული წონების ოპტიმალური რაოდენობის არჩევით. შედეგად, ბლოკი დაბალანსებულია, როდესაც მოძრავი ბლოკიდან ჩამოკიდებული წონების რაოდენობა ორჯერ მეტი ხდება, ვიდრე ძაფის თავისუფალი ბოლოდან დაკიდებული წონები.

ამრიგად, შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ მოძრავი ბლოკი იძლევა ორმაგ მატებას სიმტკიცეში.

Ეს საინტერესოა

იცოდით, რომ მოძრავი და ფიქსირებული ბლოკები ფართოდ გამოიყენება მანქანების გადამცემ მექანიზმებში? გარდა ამისა, ბლოკებს მშენებლები იყენებენ დიდი და მცირე ტვირთის ასაწევად (ან თავად. მაგალითად, რემონტის დროს. გარე ფასადებიშენობებში, მშენებლები ხშირად მუშაობენ აკვანში, რომელიც შეიძლება გადაადგილდეს სართულებს შორის. იატაკზე სამუშაოების დასრულების შემდეგ, მუშებს შეუძლიათ სწრაფად გადაიტანონ აკვანი ზემოთ იატაკზე, მხოლოდ გამოყენებით საკუთარი ძალა). ბლოკები ასე ფართოდ გავრცელდა მათი შეკრების სიმარტივის და მათთან მუშაობის სიმარტივის გამო.

გუნდი "ფიზიკური მეკობრეები"

კვლევითი დავალება

ბლოკის სისტემის გამოყენებით თქვენ მიიღებთ 2,3,4-ჯერ სიძლიერეს. კიდევ რა მოგება მიიღეთ? მიაწოდეთ ბლოკის კავშირის დიაგრამები და ფოტოები .

სამიზნე: ბლოკის სისტემის გამოყენებით, მიიღეთ სიძლიერის მომატება 2,3,4-ჯერ.

Გეგმა:

    შეიტყვეთ რა არის ბლოკები და რისთვის არის საჭირო.

    ჩაატარეთ ექსპერიმენტები ბლოკებით, მიიღეთ სიძლიერის მომატება 2,3,4-ჯერ.

    მიმართეთ სამუშაოს.

    გააკეთეთ ფოტორეპორტაჟი.

მოხსენება:

ჩვენ შევისწავლეთ, რომ სტაციონარული ბლოკი არ იძლევა სიძლიერის მომატებას, მაგრამ მოძრავი ბლოკი იძლევა სიძლიერის 2-ჯერ.

ჩვენ წამოვაყენეთ ჰიპოთეზა :

გამოცდილება No1. ძალაში 2-ჯერ გამარჯვების მიღება მოძრავი ბლოკის გამოყენებით .

აღჭურვილობა: შტატივი, 2 შეერთება, 1 ფეხი, ჯოხი, 1 მოძრავი ბლოკი, 1 ფიქსირებული ბლოკი, 1 კგ წონა (წონა 10 N), დინამომეტრი, თოკი.

ექსპერიმენტის ჩატარება:

1. მიამაგრეთ სტაციონარული ბლოკი ან ჯოხი სამფეხზე ისე, რომ სტაციონარული ბლოკის სიბრტყე და ღეროს ბოლო ერთ სიბრტყეში იყოს.

2. დაამაგრეთ თოკის ერთი ბოლო ღეროზე, გადააგდეთ თოკი მოძრავ ბლოკზე და ფიქსირებული ბლოკის გავლით.

3. მოძრავი ბლოკის კაუჭზე ჩამოკიდეთ წონა და თოკის თავისუფალ ბოლოზე მიამაგრეთ დინამომეტრი.

5.გამოიტანე დასკვნა.

გაზომვის შედეგები:

დასკვნა: = P/2, სიძლიერის მომატება არის 2-ჯერ.

აღჭურვილობა. ინსტალაცია ექსპერიმენტისთვის No1.

ექსპერიმენტის ჩატარება No1.

გამოცდილება No2. მიიღეთ სიმძლავრის 4x მომატება 2 მოძრავი ბლოკის გამოყენებით.

აღჭურვილობა: სამფეხა, 2 მოძრავი ბლოკი, 2 ფიქსირებული ბლოკი, 2 წონა 1 კგ (წონა 10 N) თითოეული, დინამომეტრი, თოკი.

ექსპერიმენტის ჩატარება:

1. სამფეხზე, 3 შეერთებისა და 2 ფეხის გამოყენებით, დაამაგრეთ 2 ფიქსირებული ბლოკი და ჯოხი ისე, რომ ბლოკების სიბრტყეები და ღეროს ბოლო ერთ სიბრტყეში იყოს.

2. დაამაგრეთ თოკის ერთი ბოლო ღეროზე, გადააგდეთ თოკი თანმიმდევრულად 1-ლი მოძრავი ბლოკით, 1-ლი ფიქსირებული ბლოკით, მე-2 მოძრავი ბლოკით, მე-2 ფიქსირებული ბლოკით.

3. თითოეული მოძრავი ბლოკის კაუჭზე დაკიდეთ წონა და თოკის თავისუფალ ბოლოზე მიამაგრეთ დინამომეტრი.

4. გაზომეთ წევის ძალა (მკლავის) დინამომეტრით და შეადარეთ წონების წონას.

5.გამოიტანე დასკვნა.

ინსტალაცია ექსპერიმენტისთვის No2.

გაზომვის შედეგები:

დასკვნა:= P/4, სიძლიერის მომატება არის 4-ჯერ.

გამოცდილება No 3. 1-ლი მოძრავი ბლოკის გამოყენებით სიძლიერის 3-ჯერ გაზრდის მიღება.

სიმტკიცის 3-ჯერ მომატების მისაღებად საჭიროა გამოიყენოთ 1,5 მოძრავი ბლოკი. ვინაიდან შეუძლებელია მოძრავი ბლოკის ნახევრის გამოყოფა, თოკი ორჯერ უნდა გამოიყენო: ერთხელ თოკი მთლიანად გადააგდე მასზე, მეორედ თოკის ბოლო მიამაგრე მის ნახევარზე, ე.ი. ცენტრამდე.

აღჭურვილობა: სამფეხა, 1 მოძრავი ბლოკი ორი კაუჭით, 1 ფიქსირებული ბლოკი, 1 წონა 1 კგ (წონა 10 N), დინამომეტრი, თოკი.

ექსპერიმენტის ჩატარება:

1. დააფიქსირეთ 1 ფიქსირებული ბლოკი შტატივზე დაწყვილების გამოყენებით.

2. თოკის ერთი ბოლო მიამაგრეთ მოძრავი ბლოკის ზედა კაუჭზე, მიამაგრეთ წონა მოძრავი ბლოკის ქვედა კაუჭზე.

3. მოძრავი ბლოკის ზედა კაუჭიდან თანმიმდევრულად გადააგდეთ თოკი ფიქსირებული ბლოკის გავლით, ისევ მოძრავი ბლოკის ირგვლივ და ისევ ფიქსირებული ბლოკის გავლით და მიამაგრეთ დინამომეტრი თოკის თავისუფალ ბოლოზე. უნდა იყოს 3 თოკი, რომლებზეც მოძრავი ბლოკი ეყრდნობა - 2 კიდეებზე (სრული ბლოკი) და ერთი მისი ცენტრისკენ (ნახევარბლოკი). ასე რომ, ჩვენ ვიყენებთ 1.5 მოძრავ ბლოკს.

4. გაზომეთ წევის ძალა (მკლავის) დინამომეტრით და შეადარეთ წონის წონას.

5.გამოიტანე დასკვნა.

ინსტალაცია ექსპერიმენტისთვის No3. ექსპერიმენტის ჩატარება No3.

გაზომვის შედეგები:

დასკვნა:= P/3, სიძლიერის მომატება არის 3-ჯერ.

დასკვნა:

№1-3 ექსპერიმენტების ჩატარების შემდეგ, ჩვენ გამოვცადეთ კვლევამდე წამოყენებული ჰიპოთეზა. იგი დადასტურდა. ექსპერიმენტების შედეგებზე დაყრდნობით, ჩვენ გავარკვიეთ შემდეგი ფაქტები:

    სიძლიერის 2-ჯერ გაზრდის მისაღებად საჭიროა გამოიყენოთ 1 მოძრავი ბლოკი;

    იმისათვის რომ მოიგოთ 4-ჯერ ძალა, თქვენ უნდა გამოიყენოთ 2 მოძრავი ბლოკი;

    3-ჯერ მოსაგებად, თქვენ უნდა გამოიყენოთ 1.5 მოძრავი ბლოკი.

ჩვენ ასევე შევამჩნიეთ, რომ სიმტკიცის მომატება უდრის თოკების რაოდენობას, რომელზედაც ეყრდნობა მოძრავი ბლოკები:

    ექსპერიმენტში No1: 1 მოძრავი ბლოკი ეყრდნობა2 თოკები - ძალაუფლების მომატება2 ჯერ;

    ექსპერიმენტში No2: 2 მოძრავი ბლოკი ეყრდნობა4 თოკები - ძალაუფლების მომატება4 ჯერ;

    მე-3 ექსპერიმენტში მოძრავი ბლოკი ეყრდნობა3 თოკები - ძალაუფლების მომატება3 ჯერ.

ეს ნიმუში შეიძლება გამოყენებულ იქნას ძალაში ნებისმიერი მომგებიანი ნომრის მისაღებად. მაგალითად, 8-ჯერადი მოგების მისაღებად, თქვენ უნდა გამოიყენოთ 4 მოძრავი ბლოკი ისე, რომ ისინი დაისვენონ 8 თოკზე.

განაცხადი:

ბლოკ-სქემები ექსპერიმენტებისთვის No1-3.

იხილეთ შემდეგი გვერდი.

ბლოკები გამოიყენება ტვირთის ასამაღლებლად. ბლოკი არის ბორბალი ღარით, რომელიც დამონტაჟებულია დამჭერში. თოკი, კაბელი ან ჯაჭვი გადის ბლოკის ჩიხში. უმოძრაოეძახიან ისეთ ბლოკს, რომლის ღერძი ფიქსირდება და ტვირთის აწევისას არ ადის და არც ეცემა (სურ. 1, ა, ბ).

ფიქსირებული ბლოკი შეიძლება ჩაითვალოს თანაბარ შეიარაღებულ ბერკეტად, რომელშიც გამოყენებული ძალების მკლავები ტოლია ბორბლის რადიუსის. შესაბამისად, მომენტების წესიდან გამომდინარეობს, რომ სტაციონარული ბლოკი არ იძლევა ძალაში რაიმე მოგებას. ეს საშუალებას გაძლევთ შეცვალოთ ძალის მიმართულება.

სურათი 2, a, b გვიჩვენებს მოძრავი ბლოკი(ბლოკის ღერძი დატვირთვასთან ერთად ადის და ეცემა). ასეთი ბლოკი ბრუნავს მყისიერ ღერძზე O. მომენტის წესს ექნება ფორმა

ამრიგად, მოძრავი ბლოკი იძლევა ორმაგ მომატებას ძალაში.

ჩვეულებრივ პრაქტიკაში გამოიყენება ფიქსირებული ბლოკისა და მოძრავის კომბინაცია (ნახ. 3). ფიქსირებული ბლოკი გამოიყენება მხოლოდ მოხერხებულობისთვის. ძალის მიმართულების შეცვლით ის იძლევა, მაგალითად, მიწაზე დგომისას ტვირთის აწევის საშუალებას.

IN თანამედროვე ტექოლოგიასამშენებლო ობიექტებსა და საწარმოებში საქონლის გადასატანად ფართოდ გამოიყენება ამწევი მექანიზმები, რომელთა შეუცვლელი კომპონენტები შეიძლება ეწოდოს მარტივი მექანიზმები. მათ შორისაა კაცობრიობის უძველესი გამოგონებები: ბლოკი და ბერკეტი. ძველმა ბერძენმა მეცნიერმა არქიმედესმა გააადვილა ადამიანის მუშაობა, აძლევდა მას ძალას თავისი გამოგონების გამოყენებისას და ასწავლა მას ძალის მიმართულების შეცვლა.

ბლოკი არის ბორბალი, რომელსაც აქვს ღარი თოკისთვის ან ჯაჭვის გარშემო, რომლის ღერძი მყარად არის მიმაგრებული კედელზე ან ჭერის სხივზე.

ამწევი მოწყობილობები ჩვეულებრივ იყენებენ არა ერთ, არამედ რამდენიმე ბლოკს. ბლოკებისა და კაბელების სისტემას, რომელიც შექმნილია დატვირთვის გაზრდის მიზნით, ეწოდება ჯაჭვის ამწე.

მოძრავი და ფიქსირებული ბლოკი იგივე უძველესი მარტივი მექანიზმია, როგორც ბერკეტი. უკვე ჩვენს წელთაღრიცხვამდე 212 წელს, ბლოკებთან დაკავშირებული კაკვებისა და ბორცვების დახმარებით, სირაკუზანებმა რომაელებს ალყის აღჭურვილობა წაართვეს. სამხედრო მანქანების მშენებლობას და ქალაქის დაცვას არქიმედეს ხელმძღვანელობდა.

არქიმედეს ფიქსირებულ ბლოკს თანაბარი იარაღის ბერკეტად მიიჩნევდა.

ბლოკის ერთ მხარეს მოქმედი ძალის მომენტი უდრის ბლოკის მეორე მხარეს გამოყენებული ძალის მომენტს. ძალები, რომლებიც ქმნიან ამ მომენტებს, ასევე იგივეა.

სიძლიერის მომატება არ არის, მაგრამ ასეთი ბლოკი საშუალებას გაძლევთ შეცვალოთ ძალის მიმართულება, რაც ზოგჯერ აუცილებელია.

არქიმედესმა აიღო მოძრავი ბლოკი, როგორც არათანაბარი შეიარაღებული ბერკეტი, რომელიც იძლევა ძალაში 2-ჯერადი მომატებას. ბრუნვის ცენტრთან მიმართებაში მოქმედებს ძალების მომენტები, რომლებიც წონასწორობაში ტოლი უნდა იყოს.

არქიმედეს სწავლობდა მექანიკური საკუთრებამოძრავი ბლოკი და გამოიყენა იგი პრაქტიკაში. ათენეს თქმით, „ბევრი მეთოდი გამოიგონეს სირაკუზანის ტირანის მიერ აშენებული გიგანტური ხომალდის გასაშვებად, მაგრამ მექანიკოსმა არქიმედესმა, მარტივი მექანიზმების გამოყენებით, მარტო მოახერხა გემის გადატანა რამდენიმე ადამიანის დახმარებით და მისი დახმარებით უზარმაზარი გემი გაუშვა.

ბლოკი არ იძლევა მოგებას სამუშაოში, რაც ადასტურებს ოქროს წესიმექანიკა. ამის გადამოწმება ადვილია ხელით გავლილ მანძილებსა და წონაზე ყურადღების მიქცევით.

სპორტულ მცურავ გემებს, ისევე როგორც წარსულის იალქნიანებს, არ შეუძლიათ ბლოკების გარეშე იალქნების დაყენებისა და კონტროლის დროს. თანამედროვე გემებს სჭირდებათ ბლოკები სიგნალებისა და ნავების ასამაღლებლად.

მოძრავი და ფიქსირებული ერთეულების ეს კომბინაცია ელექტრიფიცირებულ ხაზზე რკინიგზამავთულის დაძაბულობის დასარეგულირებლად.

ბლოკების ეს სისტემა შეიძლება გამოიყენონ პლანერების მფრინავებმა თავიანთი მოწყობილობების ჰაერში ასაწევად.