Plokke kasutatakse koormate tõstmiseks. Plokk on puuriga monteeritud ratas, millel on tõukejõud. Tross, kaabel või kett juhitakse läbi kanalisatsiooni vihmaveerennide. Liikumatu   nad kutsuvad sellist plokki, mille telg on fikseeritud ja kauba tõstmisel see ei tõuse ega kuku (joonis 1, a, b).

Fikseeritud plokki võib pidada võrdseks õlavarreks, milles rakendatud jõud on õlgadega võrdsed ratta raadiusega. Seetõttu tuleneb hetkehetke reeglist, et liikumatu plokk ei anna jõudu juurde. See võimaldab teil muuta jõu suunda.

Joonis fig 2, a, b näitab liikuv blokk   (ploki telg tõuseb ja langeb koos koormaga). Selline plokk pöörleb ümber hetketelje O. Selle hetkehetke reegliks on vorm

Seega annab liikuv üksus jõudu kaks korda suurendada.

Tavaliselt kasutatakse fikseeritud ja liikuva ploki kombinatsiooni (joonis 3). Fikseeritud seade on ainult mugavuse tagamiseks. Ta, muutes jõu suunda, võimaldab näiteks koormat tõsta, seistes maapinnal.

Seadme kirjeldus

Plokk on lihtne mehhanism, mis on trossi või keti ümbermõõdu ümber soonega ratas, mis suudab vabalt pöörduda ümber oma telje. Kuid ka puuoksa kohale visatud köis on teatud määral ka plokk.

Miks me plokke vajame?

Sõltuvalt nende konstruktsioonist võivad klotsid võimaldada teil rakendada rakendatava jõu suunda (näiteks selleks, et tõsta läbi puuoksa visatud köie külge riputatud teatud koorma, peate köie teise otsa alla tõmbama ... või küljele). Samal ajal ei anna see üksus tugevust. Selliseid plokke nimetatakse liikumatu, kuna ploki pöördetelg on jäigalt fikseeritud (muidugi juhul, kui haru ei purune). Selliseid plokke kasutatakse mugavuse huvides. Näiteks koorma kõrgusele tõstmisel on köie üle ploki visatud koormaga palju lihtsam tõmmataalla rakendades sellele oma keharaskust, kui ülaosas seista ja koorma köiega tõmmata.

Lisaks on olemas plokid, mis mitte ainult ei võimalda muuta rakendatud jõu suunda, vaid annavad ka tugevuse suurenemise. Seda plokki nimetatakse teisaldatav   ja see töötab täpselt vastupidiselt kui liikuv üksus.

Tugevuse suurendamiseks on vaja köie üks ots kindlalt fikseerida (näiteks siduda see oksaga). Järgmisena paigaldatakse köie külge ratas, millel on tõukejõud, kuhu koorem on riputatud (seda tuleb teha nii, et koormaga ratas saaks vabalt mööda meie köit sõita).Nüüd köie vaba otsa üles tõmmates näeme, et ka koormusplokk hakkas tõusma.

Jõupingutused, mida peame kulutama sel viisil koorma tõstmiseks, on umbes 2 korda väiksemad kui koorma mass koos seadmega. Kahjuks ei võimalda seda tüüpi plokk jõudude suunda laias vahemikus muuta, seetõttu kasutatakse seda sageli koos fikseeritud (jäigalt fikseeritud) plokiga.

Kogemuse kirjeldus

Alguses demonstreerib video fikseeritud ploki liikumise põhimõtet: sama massi koormused riputatakse jäigalt fikseeritud plokist, samal ajal kui plokk on tasakaalus. Kuid riputage lihtsalt üks lisaraskus, niipea kui eelis suures plaanis algab.

Lisaks proovime liikuvate ja fikseeritud plokkide süsteemi abil saavutada tasakaaluseisund, valides mõlemalt küljelt riputatud raskuste optimaalse arvu. Selle tulemusel on plokk tasakaalus, kui teisaldatavast plokist riputatud raskuste arv muutub kaks korda suuremaks kui keerme vabast otsast riputatud raskused.

Seega võime sellest järeldada mobiilne blokk annab kahekordse tugevuse suurenemise.

See on huvitav

Kas teate, et liikuvaid ja fikseeritud plokke kasutatakse laialdaselt autode käikudes? Lisaks kasutavad ehitajad plokke suurte ja väikeste koormate tõstmiseks (noh või ise. Näiteks hoonete välisfassaadide remontimisel töötavad ehitajad sageli hällis, mis võib liikuda korruste vahel. Pärast põrandal töö lõpetamist saavad töötajad hälli kiiresti teisaldada. põrand kõrgem, kasutades ainult enda jõudu). Plokid on nii laialt levinud nende kokkupanemise lihtsuse ja nendega töötamise mugavuse tõttu.

Praegu eeldame, et ploki ja kaabli mass ning hõõrdumine plokis võib tähelepanuta jääda. Sel juhul võib kaabli pingutusjõudu kõigis selle osades pidada samaks. Lisaks sellele peame kaablit pikendamatuks ja selle mass on tühine.

Fikseeritud plokk

Fikseeritud plokki kasutatakse jõu suuna muutmiseks. Joon. Joonisel 24.1 on näidatud, kuidas fikseeritud plokki saab jõu suuna muutmiseks kasutada. Kuid selle abiga saate jõu jõudu suuna muuta, nagu soovite.

Joonistage fikseeritud ploki kasutamise skeem, millega saate jõu suunda pöörata 90 °.

Kas fikseeritud plokk annab tugevuse? Mõelge sellele joonisel fig. 24,1 a. Kaablit tõmbab kaluri poolt kaabli vabale otsale suunatud jõud. Kaabli pingutusjõud püsib kaabli kohal konstantsena, seetõttu mõjutab kaabli küljest koormust (kalu) sama modulo jõud. Seetõttu ei anna fikseeritud plokk tugevust.

Fikseeritud üksuse kasutamisel tõuseb koormus sama palju kui kaabli ots kukub, millele kalur rakendab jõudu. See tähendab, et fikseeritud plokki kasutades ei võida ega kaota me teel.

Liigutatav plokk

Pane kogemus

Kerge liikuva ploki abil koorma tõstmisel arvestame, et kui hõõrdumine on väike, tuleb koorma tõstmiseks rakendada jõudu, mis on umbes 2 korda väiksem kui koorma mass (joonis 24.3). Seega annab liikuv üksus tugevuse suurenemise 2 korda.

Joon. 24,3. Mobiilsideüksuse kasutamisel võidame kaks korda tugevuse, kuid kaotame teel sama palju kordi

Tugevuse kahekordse suurendamise eest peate maksma sama kaotuse teel: koorma tõstmiseks näiteks 1 m võrra peate tõstma üle bloki visatud kaabli otsa 2 m võrra.

Seda, et liikuv plokk annab kahekordse tugevuse suurenemise, saab tõendada ilma kogemusi kasutamata (vt allpool jaotist "Miks liikuv plokk annab kahekordse tugevuse suurenemise?").

Blokeeri   on rattakujuline seade koos kanaliga, mille kaudu läbitakse köis, tross või kett. Plokke on kahte peamist tüüpi - liikuvad ja liikumatud. Fikseeritud ploki telg on fikseeritud ja koormuste tõstmisel see ei tõuse ega lange (joonis 54), kuid liikuva ploki korral liigub telg koos koormaga (joonis 55).

Fikseeritud plokk ei anna tugevust.   Seda kasutatakse jõu suuna muutmiseks. Näiteks surume sellise ploki kohal visatud trossi suhtes allapoole jõudu rakendades koorma üles tõusma (vt joonis 54). Teisaldatava üksusega on olukord erinev. See plokk võimaldab teil jõudu tasakaalustada väikese jõuga, 2 korda suuremaga. Selle tõestamiseks pöördume joonise 56 juurde. Jõudu F rakendades püüame plokki pöörata punkti O läbiva telje ümber. Selle jõu moment on võrdne korrutisega Fl, kus l on jõu F õlg, mis on võrdne OB-seadme läbimõõduga. Samal ajal loob ploki külge kinnitatud koormus oma raskusega P momendi, mis on võrdne, kus jõu jõud P on võrdne ploki raadiusega OA. Hetkereegli järgi (21.2)

nagu on vaja tõestada.

Valemist (22.2) järeldub, et P / F \u003d 2. See tähendab, et mobiilsideüksuse kasutamisel saavutatud jõu võimendus on 2. Joonisel 57 kujutatud eksperiment kinnitab seda järeldust.

Praktikas kasutatakse sageli liikuva ja fikseeritud ploki kombinatsiooni (joonis 58). See võimaldab teil muuta jõu suunda samaaegselt kahekordse tugevuse suurenemisega.

Tugevuse suurendamiseks kutsuti tõstemehhanism rihmaratta plokk. Kreekakeelne sõna “polyspast” on moodustatud kahest juurtest: “poly” - partii ja “spao” - ma tõmban, nii et üldiselt osutub see “multi-pull”.

Polüpast on kahe klambri kombinatsioon, millest üks koosneb kolmest fikseeritud plokist ja teine \u200b\u200bkolmest liikuvast plokist (joonis 59). Kuna iga liigutav plokk kahekordistab veojõudu, annab keti tõstuk üldiselt tugevuse kuuekordse suurenemise.

1. Milliseid kahte tüüpi plokke te teate? 2. Mis vahe on mobiilseadmel ja statsionaarsel? 3. Mis eesmärgil fikseeritud plokki kasutatakse? 4. Miks kasutada teisaldatavat seadet? 5. Mis on ketitõstuk? Millist tugevust see annab?

Plokid klassifitseeritakse lihtsate mehhanismidena. Nende jõudude teisendamiseks mõeldud seadmete rühmas on lisaks plokkidele ka kang, kaldtasapind.

Definitsioon

Blokeeri   - kindel keha, millel on võime pöörata ümber fikseeritud telje.

Plokid on tehtud ketaste (rattad, madalad silindrid jne) kujul, millel on soon, mille kaudu läbitakse köis (torso, köis, kett).

Fikseeritud on fikseeritud teljega plokk (joonis 1). Koorma tõstmisel see ei liigu. Fikseeritud plokki võib käsitada kangina, millel on võrdsed õlad.

Ploki tasakaalu tingimus on sellele mõjuvate jõudude momentide tasakaalunumber:

Joonis 1 olev plokk on tasakaalus, kui niitide tõmbejõud on võrdsed:

kuna nende jõudude õlad on ühesugused (OA \u003d OV). Fikseeritud seade ei anna tugevust, kuid see võimaldab teil muuta jõu toimimissuunda. Ülalt ülalt liikuvale köiele tõmbamine on sageli mugavam kui alt üles minevale köiele tõmbamine.

Kui fikseeritud ploki kohal visatud köie ühe otsaga seotud koorma mass on m, siis selle tõstmiseks tuleks köie teise otsa rakendada jõud F, mis on võrdne:

eeldusel, et hõõrdejõudu plokis me ei arvesta. Kui on vaja arvestada hõõrdumisega plokis, sisestatakse takistuse koefitsient (k), siis:

Ploki asendamine võib toimida sujuva liikumatuna toena. Sellise toe peale visatakse köis (köis), mis libiseb piki tuge, kuid hõõrdejõud suureneb.

Fikseeritud seade ei anna tööl võitu. Rajad, mis läbivad jõudude rakenduspunkte, on samad, jõuga võrdsed, seega võrdsed tööga.

Tugevuse suurendamiseks kasutatakse fikseeritud plokkide abil plokkide kombinatsiooni, näiteks kahekordset plokki. Kui plokkidel peab olema erinev läbimõõt. Need on omavahel omavahel liikumatult ühendatud ja paigaldatud ühele teljele. Iga ploki külge on kinnitatud köis, nii et seda saab plokile keerata või libisemata lahti libistada. Jõudude õlad on sel juhul ebavõrdsed. Topeltplokk toimib erineva pikkusega õlgadega kangina. Joonis 2 näitab topeltplokki.

Joonisel 2 toodud kangi tasakaalutingimus on järgmine valem:

Duaalne seade suudab toite teisendada. Rakendades väiksema raadiusega ploki ümber keritavale köitele väiksemat jõudu, saadakse jõud, mis toimib köie kergitatava külje ümber väiksema raadiusega ploki ümber.

Liikuv plokk on plokk, mille telg liigub koos koormaga. Joon. 2 teisaldatavat plokki võib käsitada erineva suurusega õlgadega kangina. Sel juhul on punkt O kangi tugipunkt. OA on jõu õlg; OB on võimu õlg. Vaatleme joon. 3. Jõu õlg on kaks korda suurem kui jõu õlg, seetõttu on tasakaalu saavutamiseks vajalik, et jõu F suurus oleks kaks korda väiksem kui jõu P moodul:

Võime järeldada, et teisaldatava ploki abil saame kaks korda jõudu juurde. Liikuva ploki tasakaalutingimus ilma hõõrdejõudu arvesse võtmata kirjutatakse järgmiselt:

Kui proovite arvesse võtta hõõrdejõudu plokis, sisestage ploki takistuse koefitsient (k) ja saadakse järgmine väärtus:

Mõnikord kasutatakse liikuva ja fikseeritud ploki kombinatsiooni. Selles kombinatsioonis kasutatakse mugavuse huvides fikseeritud seadet. See ei anna tugevust, vaid võimaldab muuta jõu suunda. Liikuvat seadet kasutatakse rakendatava jõu suuruse muutmiseks. Kui plokki katva köie otsad teevad horisondi suhtes samad nurgad, siis on koormust mõjutava jõu suhe keharaskusse võrdne ploki raadiuse ja kaare akordi vahelise suhtega, mille köis katab. Kui trossid on paralleelsed, on koorma tõstmiseks vajalik jõud kaks korda väiksem kui tõstetava koorma mass.

Mehaanika kuldreegel

Töö lihtsaks saamise mehhanismid seda ei tee. Kui palju me jõudu võidame, kaotame sama mitu korda kauguses. Kuna töö võrdub nihkejõu skalaarkorrutisega, siis liikuvate (nagu ka liikumatute) plokkide kasutamisel see ei muutu.

Valemi vormis võib kuldreegli kirjutada järgmiselt:

kus on tee, mida jõu rakendamise punkt läbib - jõu rakendamise punkti läbitav tee.

Kuldreegel on energia säästmise seaduse kõige lihtsam sõnastus. See reegel kehtib mehhanismide ühtlase või peaaegu ühetaolise liikumise korral. Trosside otste translatiivse liikumise vahemaad seostatakse plokkide (ja) raadiustega järgmiselt:

Topeltploki kuldreegli täitmiseks on vaja, et:

Kui jõud on tasakaalus, puhkab või liigub blokk ühtlaselt.

Näited probleemide lahendamisest

NÄIDE 1

NÄIDE 2