Blokovi se koriste za podizanje tereta. Blok je kotač s žljebom, postavljen u kavez. Konop, kabel ili lanac prolazi kroz kanal za oluk. stacionaran  nazivaju takav blok čija je os fiksirana, a 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 dva puta dobitak na snazi.

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.

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 nam potrebni blokovi?

Ovisno o njihovom dizajnu, blokovi vam mogu omogućiti promjenu smjera primijenjene sile (na primjer, kako biste podigli teret ovješen na užetu bačenom preko grane stabla, morate povući drugi kraj užeta dolje ... ili u stranu). Istodobno, ova jedinica neće donijeti dobitak. 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 stoji na vrhu i vuče 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 opterećen teret (to se mora učiniti kako bi kotač s teretom mogao slobodno voziti duž našeg konopa).Sada, povlačeći slobodni kraj užeta prema gore, vidjet ćemo da se blok s teretom također počeo dizati.

Napori koji ćemo trebati potrošiti da dignemo teret na ovaj način bit će oko 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, možemo to 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.

Za sada pretpostavljamo da se masa bloka i kabela, kao i trenje u bloku, mogu zanemariti. U ovom se slučaju sila zategnutosti kabela može smatrati jednakom u svim njezinim dijelovima. Osim toga, kabel ćemo smatrati neprolaznim, a njegova masa je zanemariva.

Fiksni blok

Fiksni blok koristi se za promjenu smjera sile. U fig. 24.1, prikazuje kako se pomoću fiksnog bloka može obrnuti smjer sile. Međutim, uz njegovu pomoć možete promijeniti smjer sile kako želite.

Nacrtajte dijagram korištenja fiksnog bloka, pomoću kojeg možete zakretati smjer sile za 90 °.

Da li fiksni blok povećava snagu? Razmislite o tome na primjeru prikazanom na Sl. 24.1 a. Kabel se povlači silom koju je ribolovac podnio na slobodni kraj kabela. Sila zatezanja kabela ostaje konstantna duž kabela, stoga sa strane kabela na opterećenje (ribu) utječe ista modulna sila. Stoga, fiksni blok ne daje dobitak na snazi.

Kada koristite fiksnu jedinicu, opterećenje raste onoliko koliko pada kraj kabela, na što ribar primjenjuje silu. To znači da koristeći fiksni blok ne pobjeđujemo niti gubimo na putu.

Pokretna jedinica

Stavite iskustvo

Prilikom dizanja tereta pomoću bloka koji se kreće, primjećujemo da ako je trenje malo, da biste podigli teret, potrebno je primijeniti silu koja je otprilike 2 puta manja od težine tereta (Sl. 24.3). Dakle, pomična jedinica daje dobitak snage za 2 puta.

Sl. 24.3. Kada koristimo mobilnu jedinicu, dva puta pobjeđujemo u snazi, ali na putu gubimo isti broj puta

Međutim, za dvostruki dobitak snage morate platiti isti gubitak na putu: da biste podigli opterećenje, na primjer, za 1 m, morate podignuti kraj kabela bačenog preko bloka za 2 m.

Činjenica da pokretni blok daje dvostruko povećanje čvrstoće može se dokazati bez pribjegavanja iskustvu (vidi ispod odjeljka "Zašto pokretni blok daje dvostruki dobitak u snazi?").

blok  je uređaj u obliku kotača s žljebom kroz koji prolazi konop, kabel ili lanac. Postoje dvije glavne vrste blokova - pomični i nepomični. Os fiksnog bloka je fiksna i pri podizanju tereta ne diže se ili pada (Sl. 54), ali kod pomičnog bloka os se 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. U isto vrijeme, opterećenje pričvršćeno na blok njegovom 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 na snazi \u200b\u200bdobiven upotrebom mobilne jedinice je 2, Eksperiment prikazan 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, zove se 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 pomičnih 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?

Blokovi su klasificirani kao jednostavni mehanizmi. U skupini ovih uređaja, koji služe za pretvaranje sila, pored blokova uključuju i polugu, nagnutu ravninu.

ODREĐIVANJE

blok  - čvrsto tijelo koje se ima sposobnost okretati oko fiksne osi.

Blokovi se izrađuju u obliku diskova (kotači, niski cilindri itd.) Koji imaju utor kroz koji prolazi konop (torzo, konop, lanac).

Fiksni je blok fiksne osi (Sl. 1). Ne pomera se prilikom podizanja tereta. Fiksni blok može se smatrati polugom koja ima jednaka ramena.

Uvjet za ravnotežu bloka je uvjet za ravnotežu trenutaka sila koje se na njega primjenjuju:

Blok na slici 1 bit će u ravnoteži ako su naponske sile niti jednake:

budući da su ramena tih sila jednaka (OA \u003d OV). Fiksna jedinica ne daje dobitak na snazi, ali vam omogućuje promjenu smjera djelovanja sile. Povlačenje za konop koji ide odozgo često je prikladnije od povlačenja konopa koji ide odozdo.

Ako je masa tereta vezanog za jedan kraj užadi bačenog preko fiksnog bloka m, tada, da biste ga podigli, na drugi kraj užeta treba primijeniti silu F jednaku:

pod uvjetom da sila trenja u bloku ne uzmemo u obzir. Ako je potrebno uzeti u obzir trenje u bloku, tada se uvodi koeficijent otpora (k), tada:

Zamjena bloka može poslužiti kao glatka nepomična potpora. Preko takvog nosača baca se konopac (konop) koji klizi duž nosača, ali sila trenja se povećava.

Fiksna jedinica ne daje dobitak u radu. Staze koje prolaze točke primjene sila su iste, jednake sili, dakle, jednake radu.

Da bi se postigao dobitak snage, koristeći fiksne blokove, koristi se kombinacija blokova, na primjer, dvostruki blok. Kad blokovi moraju imati različite promjere. Oni su nepomično povezani međusobno i montirani su na jednoj osi. Na svaki se blok pričvršćuje konop tako da se može namotati na blok ili isključiti bez klizanja. Ramena sila u ovom će slučaju biti nejednaka. Dvostruki blok djeluje kao poluga s ramenima različitih duljina. Slika 2 prikazuje dvostruki blok dijagram.

Uvjet ravnoteže za polugu na Slici 2 će biti formula:

Dvojna jedinica može pretvoriti snagu. Primjenjujući manju silu na konop ranu oko bloka velikog radijusa, dobiva se sila koja djeluje na stranu užeta koja se namotava oko bloka manjeg polumjera.

Pomični blok je blok čija se os kreće zajedno s teretom. U fig. 2 pomični blok može se smatrati polugom s ramenima različitih veličina. U ovom slučaju, točka O je temelj poluge. OA je rame moći; OB je rame moći. Razmotrimo pic. 3. Ramena sile su dva puta veća od ramena sile, stoga je za ravnotežu potrebno da veličina sile F bude dva puta manja od modula sile P:

Možemo zaključiti da uz pomoć pomičnog bloka dva puta dobivamo na snazi. Stanje ravnoteže pomičnog bloka bez uzimanja u obzir sile trenja zapisuje se kao:

Ako pokušate uzeti u obzir silu trenja u bloku, unesite koeficijent otpora bloka (k) i dobijete:

Ponekad se koristi kombinacija pomičnog i fiksnog bloka. U ovoj kombinaciji za praktičnost se koristi fiksna jedinica. Ne daje dobit u snazi, već vam omogućuje da promijenite smjer sile. Mobilna jedinica koristi se za promjenu veličine primijenjene sile. Ako krajevi konopa koji pokrivaju blok čine iste kutove s horizontom, tada je omjer sile koja utječe na opterećenje na tjelesnu težinu jednak omjeru polumjera bloka prema akordu luka koji konop pokriva. Ako su užad paralelna, potrebna je sila za podizanje tereta dva puta manja od težine tereta koji se mora podići.

Zlatno pravilo mehanike

Jednostavni mehanizmi dobitka u radu nemaju. Koliko dobijemo na snazi, izgubimo isto toliko puta u daljini. Budući da je rad jednak skalarnom proizvodu sile pomicanjem, stoga se neće mijenjati kada se koriste pomični (kao i nepomični) blokovi.

U obliku formule "zlatno pravilo" može se napisati kako slijedi:

gdje je put kojim prolazi točka primjene sile - put koji je prošao mjestom primjene sile.

Zlatno pravilo je najjednostavnija formulacija zakona očuvanja energije. Ovo se pravilo primjenjuje na slučajeve jednoličnog ili gotovo ujednačenog kretanja mehanizama. Udaljenosti translacijskog kretanja krajeva užeta povezana su s polumjerima blokova (i) kao:

To dobivamo za ispunjenje "zlatnog pravila" za dvostruki blok, potrebno je da:

Ako su snage uravnotežene, tada se blok odmara ili kreće ravnomjerno.

Primjeri rješavanja problema

PRIMJER 1

PRIMJER 2