mekanisme mudah. Blok Alih blok menang

Sekat ialah peranti dalam bentuk roda dengan alur yang melaluinya tali, kabel atau rantai dilalui. Terdapat dua jenis blok utama - boleh alih dan tetap. Pada blok tetap, paksi tetap dan apabila mengangkat beban ia tidak naik atau turun (Rajah 54), manakala pada blok alih paksi bergerak bersama-sama dengan beban (Rajah 55).

Blok tetap tidak memberikan keuntungan dalam kekuatan. Ia digunakan untuk menukar arah daya. Jadi, sebagai contoh, dengan menggunakan daya ke bawah pada tali yang dilemparkan ke atas bongkah sedemikian, kita membuat beban naik (lihat Rajah 54). Keadaannya berbeza dengan blok yang bergerak. Blok ini membolehkan daya kecil mengimbangi daya 2 kali lebih besar. Untuk membuktikannya, mari kita beralih kepada Rajah 56. Dengan menggunakan daya F, kita berusaha untuk memutarkan bongkah di sekeliling paksi yang melalui titik O. Detik kuasa ini adalah sama dengan produk Fl , dengan l ialah bahu bagi daya F , sama dengan diameter bongkah OB. Pada masa yang sama, beban yang dipasang pada bongkah dengan beratnya P mencipta momen sama dengan, di mana adalah bahu daya P, sama dengan jejari bongkah OA. Mengikut peraturan momen (21.2)

Q.E.D.

Daripada formula (22.2) ia mengikuti bahawa P/F = 2. Ini bermakna bahawa keuntungan, dalam kekuatan, yang diperoleh dengan bantuan bongkah alih ialah 2. Pengalaman yang ditunjukkan dalam Rajah 57 mengesahkan kesimpulan ini.

Dalam amalan, gabungan blok alih dengan yang tetap sering digunakan (Rajah 58). Ini membolehkan anda menukar arah tindakan daya dengan keuntungan berganda serentak dalam kekuatan.

Untuk mendapatkan keuntungan yang lebih besar dalam kekuatan, mekanisme mengangkat digunakan, dipanggil angkat rantai. perkataan Yunani"Polyspast" terbentuk daripada dua akar: "poli" - banyak dan "spao" - Saya tarik, supaya secara umum ia ternyata "berbilang tujahan".

Pengangkat rantai ialah gabungan dua klip, satu daripadanya terdiri daripada tiga blok tetap, dan satu lagi tiga blok boleh alih (Gamb. 59). Oleh kerana setiap blok yang bergerak menggandakan daya cengkaman, secara amnya, pengangkat rantai memberikan keuntungan enam kali ganda dalam kekuatan.

1. Apakah dua jenis bongkah yang anda tahu? 2. Apakah perbezaan antara bongkah alih dan bongkah tetap? 3. Untuk tujuan apakah bongkah tetap digunakan? 4. Untuk apakah bongkah alih itu digunakan? 5. Apakah itu angkat rantai? Apakah keuntungan kuasa yang diberikannya?

Perihalan peranti

Blok - mekanisme mudah, iaitu roda dengan alur di sekeliling lilitan untuk tali atau rantai, mampu berputar bebas di sekitar paksinya. Walau bagaimanapun, tali yang dibaling di atas dahan pokok juga sedikit sebanyak bongkah.

Mengapa blok diperlukan?

Bergantung pada reka bentuknya, blok boleh membenarkan arah daya yang dikenakan diubah (contohnya, untuk mengangkat beban tertentu yang digantung daripada tali yang dilemparkan ke atas dahan pokok, hujung tali yang satu lagi perlu ditarik ke bawah. ... atau ke tepi). Di mana, blok ini tidak akan memberikan keuntungan dalam kekuatan. Blok sedemikian dipanggil tidak bergerak, kerana paksi putaran blok ditetapkan dengan tegar (sudah tentu, jika cawangan tidak pecah). Blok ini digunakan untuk kemudahan. Sebagai contoh, apabila mengangkat beban ke ketinggian, adalah lebih mudah untuk menarik tali dengan beban yang dilemparkan ke atas blok. jalan ke bawah , meletakkan berat badan anda kepadanya, daripada berdiri di bahagian atas dan menarik beban dengan tali ke arah anda.

Di samping itu, terdapat blok yang membolehkan bukan sahaja mengubah arah daya yang dikenakan, tetapi juga memberikan keuntungan dalam kekuatan. Blok sedemikian dipanggil mudah alih dan ia berfungsi betul-betul bertentangan daripada blok bergerak.

Untuk mendapatkan keuntungan dalam kekuatan, perlu memasang satu hujung tali dengan kuat (contohnya, mengikatnya pada dahan). Seterusnya, roda dengan alur dipasang pada tali yang mana beban digantung (ini mesti dilakukan sedemikian rupa sehingga roda dengan beban boleh menunggang dengan bebas di sepanjang tali kami).Sekarang, menarik hujung bebas tali ke atas, kita akan melihat bahawa blok dengan beban juga mula naik.

Usaha yang perlu kita lakukan untuk mengangkat beban dengan cara ini akan menjadi kira-kira 2 kali kurang daripada berat beban bersama dengan blok. Malangnya spesies ini blok tidak membenarkan anda menukar arah daya dalam julat yang luas, jadi ia sering digunakan seiring dengan blok tetap (tegar).

Penerangan Pengalaman

Pertama, video menunjukkan prinsip operasi blok tetap: beban jisim yang sama digantung dari blok tetap tegar, manakala blok berada dalam keseimbangan. Tetapi seseorang hanya perlu menggantung satu berat tambahan, sebaik sahaja kelebihan bermula ke arah yang besar.

Selanjutnya, menggunakan sistem blok alih dan tetap, kami cuba mencapai keadaan keseimbangan dengan memilih bilangan pemberat optimum yang digantung dari kedua-dua belah. Akibatnya, bongkah menjadi seimbang apabila bilangan pemberat yang digantung dari bongkah alih menjadi dua kali lebih besar daripada pemberat yang digantung dari hujung bebas benang.

Justeru, bolehlah disimpulkan bahawa bongkah alih memberikan keuntungan berganda dalam kekuatan.

Memang menarik

Adakah anda tahu bahawa blok alih dan tetap digunakan secara meluas dalam mekanisme penghantaran kereta? Di samping itu, blok digunakan oleh pembina untuk mengangkat beban besar dan kecil (baik, atau sendiri. Contohnya, semasa membaiki fasad luaran bangunan, pembina sering bekerja dalam buaian yang boleh bergerak antara lantai. Selepas kerja di atas lantai selesai, pekerja boleh dengan cepat mengalihkan buaian ke lantai di atas, menggunakan sahaja kekuatan sendiri). Blok begitu meluas kerana kemudahan pemasangan dan kemudahan bekerja dengannya.

Pasukan "Pirates Fizikal"

Tugas penyelidikan

Menggunakan sistem blok, dapatkan keuntungan dalam kekuatan sebanyak 2,3,4 kali. Apakah kemenangan yang lain? Bentangkan gambar rajah sambungan blok dan foto .

Sasaran: Menggunakan sistem blok, dapatkan keuntungan dalam kekuatan sebanyak 2,3,4 kali.

Pelan:

    Ketahui apa itu blok dan untuk kegunaannya.

    Menjalankan eksperimen dengan blok, dapatkan keuntungan dalam kekuatan sebanyak 2,3,4 kali.

    Failkan kerja.

    Buat laporan bergambar.

Laporan:

Kami mengkaji bahawa blok tetap tidak memberikan keuntungan dalam kekuatan, dan blok bergerak memberikan keuntungan dalam kekuatan sebanyak 2 kali.

Kemukakan hipotesis :

Pengalaman nombor 1. Mendapat Keuntungan Kuasa 2x dengan Blok Alih .

peralatan: tripod, 2 gandingan, 1 kaki, rod, 1 bongkah alih, 1 bongkah tetap, berat 1 kg (berat 10 N), dinamometer, tali.

Menjalankan eksperimen:

1. Pada tripod, pasangkan bongkah tetap, rod, supaya satah blok tetap dan hujung rod terletak pada satah yang sama.

2. Pasang satu hujung tali pada rod, baling tali ke atas bongkah alih dan atas bongkah tetap.

3. Gantungkan pemberat pada cangkuk blok bergerak, pasangkan dinamometer pada hujung bebas tali.

5. Buat kesimpulan.

Keputusan pengukuran:

Kesimpulan: F\u003d P / 2, keuntungan dalam kekuatan ialah 2 kali ganda.

peralatan. Pemasangan untuk eksperimen No. 1.

Menjalankan eksperimen No. 1.

Pengalaman nombor 2. Mendapat keuntungan kuasa 4x dengan 2 blok boleh alih.

peralatan: tripod, 2 bongkah alih, 2 bongkah tetap, 2 pemberat seberat 1 kg (berat 10 N) setiap satu, dinamometer, tali.

Menjalankan eksperimen:

1. Pada tripod, menggunakan 3 gandingan dan 2 kaki, pasangkan 2 bongkah tetap dan sebatang rod, supaya satah bongkah dan hujung rod terletak pada satah yang sama.

2. Betulkan satu hujung tali pada rod, pindahkan tali secara berurutan melalui blok alih pertama, blok tetap pertama, blok alih kedua, blok tetap kedua.

3. Gantungkan pemberat pada cangkuk setiap blok boleh alih, pasangkan dinamometer pada hujung bebas tali.

4. Ukur daya tarikan (lengan) dengan dinamometer, bandingkan dengan berat pemberat.

5. Buat kesimpulan.

Pemasangan untuk eksperimen No. 2.

Keputusan pengukuran:

Kesimpulan:F\u003d P / 4, tambah kekuatan sebanyak 4 kali ganda.

Pengalaman No. 3. Mendapat keuntungan dalam kekuatan sebanyak 3 kali ganda dengan bantuan blok 1 bergerak.

Untuk mendapatkan keuntungan dalam kekuatan sebanyak 3 kali, anda perlu menggunakan 1.5 blok bergerak. Oleh kerana mustahil untuk memisahkan separuh daripada blok alih, anda harus menggunakan tali dua kali: sekali baling tali ke atasnya sepenuhnya, kali kedua pasangkan hujung tali pada separuhnya, i.e. ke tengah.

peralatan: tripod, 1 bongkah alih dengan dua cangkuk, 1 bongkah tetap, 1 berat 1 kg (berat 10 N), dinamometer, tali.

Menjalankan eksperimen:

1. Pasang 1 bongkah tetap pada tripod menggunakan pengganding.

2. Pasang satu hujung tali pada cangkuk atas blok alih, pasangkan pemberat pada cangkuk bawah blok alih.

3. Baling tali secara berurutan dari cangkuk atas blok alih melalui blok tetap, sekali lagi di sekeliling blok alih dan sekali lagi melalui blok tetap, cangkuk dinamometer ke hujung bebas tali. Anda harus mendapatkan 3 tali di mana blok alih terletak - 2 di tepi (blok penuh) dan satu ke arah tengahnya (separuh blok). Oleh itu, kami menggunakan 1.5 blok bergerak.

4. Ukur daya tarikan (lengan) dengan dinamometer, bandingkan dengan berat loceng ketel.

5. Buat kesimpulan.

Pemasangan untuk eksperimen No. 3. Menjalankan eksperimen No. 3.

Keputusan pengukuran:

Kesimpulan:F\u003d P / 3, keuntungan dalam kekuatan ialah 3 kali ganda.

Kesimpulan:

Setelah melakukan eksperimen No. 1-3, kami menguji hipotesis yang dikemukakan sebelum kajian. Dia mengesahkan. Mengikut keputusan eksperimen, kami mendapati fakta berikut:

    untuk mendapatkan keuntungan dalam kekuatan sebanyak 2 kali, anda perlu menggunakan 1 blok alih;

    untuk menang dalam kekuatan 4 kali, anda perlu menggunakan 2 blok bergerak;

    untuk menang 3 kali, anda perlu menggunakan 1.5 blok bergerak.

Kami juga mendapati bahawa keuntungan dalam kekuatan adalah sama dengan bilangan tali di mana blok bergerak terletak:

    dalam eksperimen No. 1: 1 bongkah alih terletak pada2 tali - menambah kekuatan dalam2 kali;

    dalam eksperimen No. 2: 2 blok bergerak adalah berdasarkan4 tali - menambah kekuatan dalam4 kali;

    dalam eksperimen No. 3, bongkah alih bergantung pada3 tali - menambah kekuatan dalam3 kali.

Corak ini boleh digunakan untuk mendapatkan sebarang jumlah keuntungan dalam kekuatan. Sebagai contoh, untuk mendapatkan kemenangan sebanyak 8 kali, anda perlu menggunakan 4 blok bergerak supaya ia terletak pada 8 tali.

Lampiran:

Gambar rajah blok untuk eksperimen No. 1-3.

Lihat halaman seterusnya.

Blok digunakan untuk mengangkat beban. Blok itu adalah roda dengan alur, diperkukuh di dalam sangkar. Tali, kabel atau rantai dilalui di sepanjang longkang blok. tidak bergerak mereka memanggil blok sedemikian, paksinya tetap dan apabila mengangkat beban, ia tidak naik dan tidak jatuh (Rajah 1, a, b).

Blok tetap boleh dianggap sebagai tuas bersenjata sama, di mana bahu daya yang dikenakan adalah sama dengan jejari roda. Akibatnya, ia mengikuti peraturan momen bahawa blok tetap tidak memberikan keuntungan dalam kekuatan. Ia membolehkan anda menukar arah daya.

Rajah 2, a, b menunjukkan blok boleh alih(paksi bongkah naik dan turun bersama-sama dengan beban). Bongkah sedemikian berputar pada paksi serta-merta O. Peraturan momen untuknya akan kelihatan seperti

Oleh itu, blok alih memberikan keuntungan dalam kekuatan dua kali.

Biasanya, dalam amalan, gabungan blok tetap dengan satu boleh alih digunakan (Rajah 3). Blok tetap digunakan untuk kemudahan sahaja. Ia, dengan menukar arah daya, membolehkan, sebagai contoh, untuk mengangkat beban semasa berdiri di atas tanah.

AT Teknologi moden untuk pemindahan barang di tapak pembinaan dan perusahaan, mekanisme angkat digunakan secara meluas, komponen yang sangat diperlukan yang boleh dipanggil mekanisme mudah. Antaranya ialah ciptaan manusia yang paling kuno: blok dan tuas. Saintis Yunani kuno Archimedes memudahkan kerja manusia, memberinya keuntungan dalam kekuatan apabila menggunakan ciptaannya, dan mengajarnya mengubah arah daya.

Blok ialah roda dengan alur di sekeliling lilitan untuk tali atau rantai, paksinya dilekatkan tegar pada dinding atau rasuk siling.

Peranti mengangkat biasanya tidak menggunakan satu, tetapi beberapa blok. Sistem blok dan kabel, yang direka untuk meningkatkan kapasiti bawaan, dipanggil angkat rantai.

Blok boleh alih dan tetap adalah mekanisme ringkas kuno yang sama seperti tuas. Sudah pada 212 SM, dengan bantuan cangkuk dan cengkaman yang disambungkan ke blok, Syracusans merampas cara pengepungan daripada orang Rom. Pembinaan kenderaan tentera dan pertahanan bandar diketuai oleh Archimedes.

Archimedes menganggap blok tetap sebagai tuas sama-bersenjata.

Momen daya yang bertindak pada satu sisi bongkah adalah sama dengan momen daya yang dikenakan pada sisi bongkah yang lain. Kekuatan yang mencipta detik-detik ini juga sama.

Tidak ada keuntungan dalam kekuatan, tetapi blok sedemikian membolehkan anda menukar arah daya, yang kadang-kadang perlu.

Blok boleh alih Archimedes mengambil leverage yang tidak sama rata, memberikan keuntungan dalam kekuatan sebanyak 2 kali ganda. Momen daya bertindak relatif kepada pusat putaran, yang sepatutnya sama pada keseimbangan.

Archimedes belajar sifat mekanikal blok bergerak dan mempraktikkannya. Menurut Athenaeus, "untuk melancarkan kapal gergasi yang dibina oleh Syracusan zalim Hieron, mereka menghasilkan banyak kaedah, tetapi mekanik Archimedes, menggunakan mekanisme mudah, sahaja berjaya menggerakkan kapal itu dengan bantuan beberapa orang. Archimedes muncul. dengan blok dan melaluinya melancarkan kapal besar" .

Blok tidak memberi keuntungan dalam kerja, mengesahkan Peraturan Emas mekanik. Adalah mudah untuk mengesahkan ini dengan memberi perhatian kepada jarak yang diliputi oleh tangan dan kettlebell.

Perahu layar sukan, seperti perahu layar masa lalu, tidak boleh melakukan tanpa blok apabila menetapkan dan mengurus layar. Kapal moden memerlukan blok untuk mengangkat isyarat, bot.

Gabungan unit alih dan tetap ini pada talian elektrik kereta api untuk melaraskan ketegangan wayar.

Sistem blok sedemikian boleh digunakan oleh juruterbang glider untuk mengangkat kenderaan mereka ke udara.