Bibliografski opis:  Shumeiko A.V., Vetashenko O. G. Moderni prikaz jednostavnog „blok“ mehanizma proučavan u udžbenicima fizike za 7. razred // Mladi znanstvenik. - 2016. - br. 2. - S. 106-113. 07.07.2019).

  Udžbenici fizike za 7. razred prilikom proučavanja jednostavnog blok mehanizma različito tumače dobitak u sila pri podizanju tereta s pomoću ovog mehanizma, na primjer: u udžbenik Pyoryshkina A. B. dobitak u snaga se postiže s pomoću kotača bloka, na koji djeluju sile poluge, i u udžbeniku Gendenstein L. E. Isti dobitak dobivamo s pomoću kabela, na koji djeluje sila zatezanja kabela. Različiti udžbenici, različiti predmeti i različite sile - za dobivanje pobjede u sila pri podizanju tereta. Stoga je svrha ovog članka potraga za objektima i snage sa kojom dobitak u sila pri podizanju tereta jednostavnim blok mehanizmom.

ključne riječi:

Prvo ćemo se upoznati i usporediti kako se dobiva na snazi \u200b\u200bpodizanjem tereta s jednostavnim mehanizmom blokova u udžbenicima fizike za 7. razred, jer ćemo u tablicu staviti izvode iz udžbenika s istim konceptima.

Da biste saželi upoznavanje i usporedbu tekstova i figura u udžbenicima:

Dokazi o dobivanju snage u udžbeniku A. Poryshkina se provodi na blok kolu, a snaga djelovanja je snaga poluge; pri podizanju tereta fiksni blok ne daje čvrstoću, a pokretni blok daje dobit snage dva puta. Ne spominje se kabel na kojem teret visi na fiksnoj jedinici i pomična jedinica s teretom.

S druge strane, u udžbeniku L.E. Gendenshteina dokaz o pojačanju snage provodi se na kablu na kojem visi opterećenje ili pomična jedinica s opterećenjem, a djelujuća sila je sila zatezanja kabela; pri podizanju tereta fiksni blok može dobiti dvostruko povećanje čvrstoće, ali ne spominje se poluga na kotaču bloka.

Potraga za literaturom s opisom dobivanja snage u bloku i kablu dovela je do "Osnovnog udžbenika fizike" koji je u §84 uredio akademik G. S. Landsberg. Jednostavni strojevi na stranicama 168-175 daju se opisi: "jednostavan blok, dvostruki blok, vrata, remenica i diferencijalni blok." Doista, u svom dizajnu, "dvostruki blok daje dobitak čvrstoće pri podizanju tereta zbog razlike u duljini radijusa blokova", kojom se teret podiže, a "dizač lanca daje dobitak na snazi \u200b\u200bpri podizanju tereta, zbog užadi , na nekoliko dijelova od kojih visi teret. " Tako je bilo moguće otkriti zašto se dobiva na jačini, prilikom podizanja tereta odvojeno blok i kabel (konop), ali nije bilo moguće saznati kako blok i kabel međusobno djeluju i prenose težinu tereta jedan na drugi, jer se teret može obustaviti na kablu , a kabel se baca preko bloka ili se teret može objesiti na blok, a blok visi na kablu. Pokazalo se da je sila zatezanja kabela konstantna i djeluje duž cijele duljine kabela, pa će prijenos težine tereta kabelom u blok biti u svakoj točki dodira kabela i bloka, kao i prijenos težine opterećenja suspendiranog na bloku na kabel. Da bismo razjasnili interakciju jedinice i kabela, provest ćemo eksperimente na stjecanju snage u pokretnoj jedinici pri podizanju tereta, koristeći opremu školskog kabineta za fiziku: dinamometre, laboratorijske blokove i skup opterećenja u 1N (102 g). Započinjemo s eksperimentima s mobilnom jedinicom, jer imamo tri različite verzije stjecanja snage u snazi \u200b\u200bove jedinice. Prva verzija je „Sl. 180. Mobilna jedinica kao poluga s nejednakim ramenima "- udžbenik A. Poryshkina, drugi" Sl. 24.5 ... dvije identične sile zatezanja kabela F "- prema udžbeniku L. Hendensteina i na kraju treći" Sl. 145. Polispast " , Podizanje tereta s pomičnim kavezom lančane dizalice na nekoliko dijelova jednog užeta - prema udžbeniku G. Landsberga G.

Iskustvo br. 1. "Sl. 183"

Za provođenje eksperimenta br. 1, pojačajte na pokretnom bloku pomoću „poluge s nejednakim krakovima OAB fig. 180“ prema udžbeniku A. Peryshkina, na mobilnom bloku „Slika 183“, pozicija 1, nacrtajte polugu s nejednakim ramenima OAV-a, kao na "Sl. 180", i počnite podizati teret iz položaja 1 u položaj 2. U tom se trenutku jedinica počinje okretati, u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, oko svoje osi u točki A, a točka B - kraj poluge iznad koje dizalo ide onkraj polukruga, duž kojeg se kabel odozdo savija oko pomičnog bloka. Točka O - točka oslonca poluge, koja mora biti fiksirana, spušta se, vidi "Sl. 183" - položaj 2, odnosno, poluga s nejednakim ramenima OAB se mijenja poput poluge s jednakim ramenima (iste staze prolaze točke O i B).

Na temelju podataka dobivenih u pokusu br. 1 o promjenama položaja OAB poluge na pomičnom bloku prilikom podizanja robe iz položaja 1 u položaj 2, možemo zaključiti da je prikaz pomičnog bloka kao poluge s nejednakim ramenima na "Sl. 180", prilikom podizanja opterećenju, s okretanjem bloka oko svoje osi, odgovara poluga s jednakim ramenima, koja ne daje dobitak na snazi \u200b\u200bpri podizanju tereta.

Započinjemo eksperiment br. 2 pričvršćivanjem dinamometra na krajeve kabela, na koje ćemo objesiti pokretnu jedinicu težine 102 g, što odgovara težini od 1 N. Jedan od krajeva kabela pričvrstit ćemo na ovjes, a na drugom kraju kabela ćemo podići teret na mobilnoj jedinici. Prije podizanja očitavanja oba dinamometra na 0,5 N, na početku podizanja očitavanja dinamometra, tijekom kojih se podiže, promijenili su na 0,6 N i tako ostali tijekom podizanja, na kraju podizanja očitanja vratili su se na 0,5 N. Očitavanja dinamometra fiksirana fiksna suspenzija se nije promijenila tijekom uspona i ostala je jednaka 0,5 N. Analizirajmo rezultate eksperimenta:

1. Prije podizanja, kada teret od 1 N (102 g) visi na pomičnom bloku, težina tereta se raspoređuje na cijeli kotač i prenosi se na kabel koji odozdo okružuje blok, cijelim polukrugom kotača.
2. Prije podizanja očitavanja oba dinamometra na 0,5 N, što ukazuje na raspodjelu težine opterećenja od 1 N (102 g) u dva dijela kabela (prije i nakon bloka) ili da je naponska sila kabela 0,5 N, i ista duž cijele duljine kabela (koji je na početku isti na kraju kabela) - obje ove izjave su istinite.

Usporedimo analizu iskustva br. 2 s verzijama udžbenika o jačanju snage u 2 puta s pokretnim blokom. Započnimo s tvrdnjom iz udžbenika Gendenstein L.E. "... da se na blok primjenjuju tri sile: težina opterećenja P usmjerena prema dolje i dvije identične sile napetosti kabela usmjerene prema gore (Sl. 24.5)." Izjava da je težina tereta u „Sl. 14.5 ”je distribuirano u dva dijela kabela, prije i poslije bloka, jer je naponska sila kabela jedna. Ostaje analizirati potpis za „Sl. 181“ iz udžbenika A. V. Poryshkina „Kombinacija pomičnih i nepokretnih blokova - remenica“. Opis uređaja i dobivanja snage pri podizanju tereta s lančanom dizalicom dat je u Osnovnoj udžbenici fizike, ed. G. Lansberg, gdje je rečeno: „Svaki komad užeta između blokova djelovat će na pokretni teret sa snagom T, a svi komadi užeta djeluju s silom nT, gdje je n broj odvojenih dijelova užeta koji povezuju oba dijela bloka.“ Ispada da ako primijenimo pojačani udio snage na „sl. 181“ pomoću „konopa koji povezuje oba dijela“ lančanog bloka iz udžbenika fizike G. S. Landsberga, tada ćemo opisati snagu pojačanja u pokretnom bloku na „sl. 179, odnosno, na sl. 180 ”je pogreška.

Analizirajući četiri udžbenika fizike, možemo zaključiti da postojeći opis dobivanja moći jednostavnim blok mehanizmom ne odgovara stvarnoj situaciji i stoga zahtijeva novi opis rada jednostavnog blok mehanizma.

Jednostavna oprema za dizanje  sastoji se od bloka i užeta (konop ili lanac).

Blokovi ovog mehanizma za dizanje dijele se na:

po dizajnu jednostavni i složeni;

metodom podizanja tereta na pokretne i nepomične.

Poznavanje dizajna blokova započet će s jednostavan blok, koji je kotač koji se okreće oko svoje osi, sa žljebom oko oboda za kabel (konop, lanac) Sl. 1 i može se smatrati jednakom rukom, u kojoj su ramena sile jednaka polumjeru kotača: OA \u003d OV \u003d r. Takva jedinica ne daje dobitak snage, ali vam omogućuje promjenu smjera kretanja kabela (konop, lanac).

Dvostruki blok  sastoji se od dva bloka različitih radijusa, čvrsto učvršćenih zajedno i montiranih na zajedničkoj osi sa slike 2. Polumjeri blokova r1 i r2 su različiti i pri podizanju tereta djeluju poput poluge s nejednakim ramenima, a dobitak snage bit će jednak omjeru duljina radijusa bloka većeg promjera prema bloku manjeg promjera F \u003d P · r1 / r2.

vrata sastoji se od cilindra (bubnja) i pričvršćene ručke koja djeluje kao blok velikog promjera. Dobitak koji se daje ogrlicom određuje se omjerom polumjera kruga R opisanog ručkom i polumjerom cilindra r na koji je konop namotan F \u003d P · r / R.

Prijeđimo na metodu podizanja tereta u blokovima. Iz opisa dizajna svi blokovi imaju os oko koje se okreću. Ako je os bloka fiksna i pri podizanju robe se ne diže i ne spušta, tada se takav blok zove fiksni blokjednostavan blok, dvostruki blok, vrata.

u valjkasti blokos se podiže i spušta s opterećenjem sa slike 10 i namijenjena je uglavnom uklanjanju nabora kabela na mjestu ovjesa tereta.

Upoznajmo se s uređajem i načinom podizanja drugog dijela jednostavnog mehanizma za podizanje - kabela, konopa ili lanca. Kabel je uvijen od čeličnih žica, konop je uvijen od niti ili niti, a lanac se sastoji od veza međusobno povezanih.

Načini obustave tereta i pojačanja u snazi, prilikom podizanja tereta, sajlom:

U fig. 4, teret je fiksiran na jednom kraju kabela i ako podignete teret na drugom kraju kabela, tada će se za podizanje tog tereta zahtijevati sila nešto veća od težine tereta, jer jednostavna jedinica za pojačanje na snazi \u200b\u200bne daje F \u003d P.

Na slici 5 radnik se podiže uz kabel koji se savija oko jednostavnog bloka, a sjedište na kojem radnik sjedi je pričvršćeno na jednom kraju prvog dijela kabela, a radnik se podiže za drugi dio kabela snagom 2 puta manjom od njegove težine, jer je težina radnika bila raspoređena na dva dijela kabela, prvi od sjedišta do bloka, a drugi od bloka do ruku radnika F \u003d P / 2.

Na slici 6, dva radnika podižu teret dvama kablovima i težina tereta se ravnomjerno raspoređuje između kablova, pa će svaki radnik podići teret s polovinom težine tereta F \u003d P / 2.

Na slici 7 radnici podižu teret koji visi na dva dijela jednog kabela, a težina tereta se ravnomjerno raspoređuje između dijelova ovog kabela (kao između dva kabela) i svaki radnik će podići teret snagom jednakom polovici težine tereta F \u003d P / 2.

Na slici 8, kraj kabla, na koji je jedan od radnika podigao teret, pričvršćen je na fiksnu ovjes, a težina tereta se raspodijelila na dva dijela kabela i kad je radnik podigao teret, udvostručio se drugi kraj kabela, sila kojom će radnik podići teret manja težina F \u003d P / 2 i opterećenje će biti 2 puta sporije.

Na slici 9 opterećenje visi na 3 dijela jednog kabela, čiji je jedan kraj fiksiran, a dobitak snage pri podizanju tereta bit će 3, jer će se težina tereta rasporediti na tri dijela kabela F \u003d P / 3.

Da bi se uklonio nagib i smanjila sila trenja, na mjesto ovjesa tereta postavlja se jednostavan blok, a sila koja je potrebna za podizanje tereta nije se promijenila, jer jednostavni blok ne daje dobitak čvrstoće sa Sl. 10 i Sl. 11, a sam blok će se nazvati pokretni blok, budući da se os ovog bloka uzdiže i opada s opterećenjem.

Teoretski, opterećenje se može obustaviti na neograničenom broju dijelova jednog kabela, ali oni su praktično ograničeni na šest dijelova, a takav mehanizam za podizanje naziva se blok remenica, koji se sastoji od fiksnog i pomičnog držača s jednostavnim blokovima, koji su naizmjenično savijeni oko sajle, pričvršćeni na jednom kraju na fiksni držač, a teret se podiže na drugom kraju kabela. Dobitak čvrstoće ovisi o broju dijelova kabela između fiksnih i pomičnih hvataljki, u pravilu je 6 dijelova kabela, a dobitak snage 6 puta.

U članku se govori o interakcijama u stvarnom životu između blokova i kabela prilikom podizanja tereta. Dosadašnja praksa u određivanju da "fiksni blok ne daje čvrstoću, a pokretni blok daje dobitak snage dva puta" pogrešno je protumačio interakciju kabela i bloka u mehanizmu za podizanje i nije odrazio čitavu raznolikost blokovskih dizajna, što je dovelo do razvoja jednostranih pogrešnih ideja o blok. U usporedbi s postojećim količinama materijala za proučavanje jednostavnog mehanizma bloka, volumen članka povećao se za 2 puta, ali to je omogućilo jasno i razumljivo objašnjenje procesa koji se odvijaju u jednostavnom mehanizmu za podizanje tereta ne samo za učenike, već i za učitelje.

reference:

1. Poryshkin, A. V. Fizika, 7. razred .: udžbenik / A. V. Poryshkin.- 3. izd., Dodatno.- M .: Drofa, 2014, - 224 s., Ill. ISBN 978-55358-14436-1. § 61. Primjena pravila ravnoteže poluge na blok, str. 181–183.
2. Gendenstein, L.E. Fizika. 7. razred. U 2 sata, 1. dio Udžbenik za obrazovne ustanove / L. E. Gendenshten, A. B. Kaydalov, V. B. Kozhevnikov; pod uredništvom od V. A. Orlova, I. I. Roisen, 2. izd., Izv. - M .: Mnemosyne, 2010.-254 str .: Ill. ISBN 978-55346-01453-9. § 24. Jednostavni mehanizmi, str. 188–196.
3. Osnovni udžbenik fizike, uredio akademik G. S. Landsberg Svezak 1. Mehanika. Vrućina. Molekularna fizika, 10. izd., Moskva: Nauka, 1985. § 84. Jednostavni strojevi, str. 168–175.
4. Gromov, S. V. Fizika: Udžbenik. za 7 cl. opće obrazovanje. institucije / S. V. Gromov, N. A. Rodina.- 3. izd. - M .: Obrazovanje, 2001.-158 s,: bolesno. ISBN-5-09-010349-6. § 22. Blok, str. 55-57.

ključne riječi: blok, dvostruki blok, fiksni blok, pomični blok, remenski blok..

Sažetak:   Udžbenici fizike za 7. razred, pri proučavanju jednostavnog blok mehanizma, različito interpretiraju dobitak snage prilikom dizanja tereta pomoću ovog mehanizma, na primjer: u udžbeniku A. V. Peryshkina dobitak snage postiže se pomoću blok-kolu, na koje djeluju sile poluge, a u udžbeniku Gendenshteina L. E. isti dobitak dobiva se pomoću kabela, na koji djeluje sila zatezanja kabela. Različiti udžbenici, različiti predmeti i različite sile - kako bi se dobila snaga pri podizanju tereta. Stoga je svrha ovog članka potraga za objektima i silama uz pomoć kojih se dobiva na snazi \u200b\u200bprilikom podizanja tereta jednostavnim blok mehanizmom.

4.1. Statički elementi

4.1.7. Neki jednostavni mehanizmi: blokovi

Uređaji dizajnirani za pomicanje (podizanje, spuštanje) tereta pomoću kotača i navoja koji je bačen preko njega, na koji se primjenjuje neka sila, nazivaju se blokovi. Razlikovati između fiksnih i pokretnih blokova.

Blokovi su dizajnirani za pomicanje tereta težine P → c pomoću sile F → koja se primjenjuje na konopac bačen preko kotača.

za bilo koje vrste blokova  (nepomično i pokretno) stanje ravnoteže je zadovoljeno:

d 1 F \u003d d 2 P,

gdje je d 1 rame sile F → primijenjene na konop; d 2 - rame sile P → (težina tereta pomaknuta uz pomoć ove jedinice).

fiksni blok  (Sl. 4.8) ramena sila F → i P → su jednaka i jednaka su polumjeru bloka:

d 1 \u003d d 2 \u003d R,

stoga su moduli sila jednaki jedni drugima:

F \u003d P.

Sl. 4.8

Pomoću fiksnog bloka tijelo mase P → može se pomicati primjenom sile F →, čija se vrijednost podudara s vrijednošću težine tereta.

U pomičnom bloku (Sl. 4.9) ramena sila F → i P → su različita:

d1 \u003d 2R i d2 \u003d R,

gdje je d 1 rame sile F → primijenjene na konop; d 2 - rame sile P → (težina tereta koja se pomiče uz pomoć ove jedinice),

prema tome, moduli sila poštuju jednakost:

Sl. 4.9

Pomoću pokretne jedinice tijelo mase P → može se pomicati primjenom sile F →, čija je vrijednost upola manja od težine tereta.

Blokovi vam omogućuju pomicanje tijela na određenu udaljenost:

• fiksni blok ne daje dobitak na snazi; ona samo mijenja smjer primijenjene sile;
• mobilna jedinica daje dobit na snazi \u200b\u200b2 puta.

Međutim, i pomični i fiksni blokovi ne daju dobit u rad: koliko puta pobijedimo u snazi, toliko puta gubimo u daljini („zlatno pravilo“ mehanike).

Primjer 22. Sustav se sastoji od dva bestežinska bloka: jednog pomičnog i jednog nepomičnog. Teret težak 0,40 kg visi s osi pokretnog bloka i dodiruje pod. Na slobodni kraj užadi bačen preko fiksnog bloka, kao što je prikazano na slici, primjenjuje se određena sila. Pod utjecajem te sile opterećenje se iz stanja mirovanja diže na visinu od 4,0 m u 2,0 s. Pronađite modul sile koji se primjenjuje na konop.

2 T → ′ + P → \u003d m a →,

2 T ′ - m g \u003d m a,

a \u003d 2 F - m g m.

Put prekriven teretom podudara se s njegovom visinom iznad poda poda i povezan je s vremenom njegovog kretanja t po formuli

ili uzimajući u obzir izraz za modul ubrzanja

h \u003d a t 2 2 \u003d (2 F - m g) t 2 2 m.

Odavde izražavamo željenu snagu:

F \u003d m (h t 2 + g 2)

i izračunati njegovu vrijednost:

F \u003d 0,40 (4,0 (2,0) 2 + 10 2) \u003d 2,4 N.

Primjer 23. Sustav se sastoji od dva bestežinska bloka: jednog pomičnog i jednog nepomičnog. Neki dio opterećenja visi s osi fiksne jedinice kao što je prikazano na slici. Pod djelovanjem konstantne sile koja se primjenjuje na slobodni kraj užeta, teret se počinje kretati stalnim ubrzanjem i kreće se prema gore na udaljenosti od 3,0 m u 2,0 s. Tijekom kretanja opterećenja, primijenjena sila razvija prosječnu snagu od 12 vata. Pronađite masu tereta.

Odluka. Sile koje djeluju na pomične i fiksne blokove prikazane su na slici.

Dvije sile T → djeluju na fiksni blok sa strane užeta (s obje strane bloka); pod utjecajem ovih sila odsutno je translacijsko kretanje bloka. Svaka od ovih sila jednaka je sili F → primijenjena na kraj užeta:

Na pomični blok djeluju tri sile: dvije sile zatezanja užeta T → ′ (s obje strane bloka) i težina tereta P → \u003d m g →; Pod djelovanjem navedenih sila, blok se (zajedno s teretom koji visi iz njega) kreće uz ubrzanje.

Drugi Newtonov zakon za pokretni blok pišemo u obliku:

2 T → ′ + P → \u003d m a →,

ili u projekciji na koordinatnu os usmjerenu okomito prema gore,

2 T ′ - m g \u003d m a,

gdje je T 'modul sile zatezanja užadi; m je masa tereta (masa pokretne jedinice s teretom); g je modul ubrzanja pri slobodnom padu; a - modul za ubrzanje jedinice (opterećenje ima isto ubrzanje, pa ćemo govoriti o ubrzanju tereta).

Modul napetosti užadi T 'jednak je modulu sile T:

stoga se modul ubrzanja opterećenja određuje izrazom

a \u003d 2 F - m g m.

S druge strane, ubrzanje tereta određeno je formulom za prijeđenu udaljenost:

gdje je t vrijeme kretanja tereta.

jednakost

2 F - m g m \u003d 2 S t 2

omogućuje vam da dobijete izraz za modul primijenjene sile:

F \u003d m (S t2 + g 2).

Opterećenje se kreće jednoliko ubrzanim, pa je modul njegove brzine određen izrazom

v \u003d at

a prosječna brzina je

〈V〉 \u003d S t \u003d a t 2.

Vrijednost prosječne snage razvijene primijenjenom silom određuje se formulom

〈N〉 \u003d F 〈v〉,

ili uzimajući u obzir izraze za modul sile i prosječnu brzinu:

〈N〉 \u003d m a (2 S + g t 2) 4 t.

Odavde izražavamo željenu masu:

m \u003d 4 t 〈N〉 a (2 S + g t 2).

Izraz ubrzanja zamjenjujemo dobivenom formulom (a \u003d 2S / t 2):

m \u003d 2 t 3 〈N〉 S (2 S + g t 2)

i izračunati:

m \u003d 2 ⋅ (2.0) 3 ⋅ 12 3.0 (2 ⋅ 3.0 + 10 ⋅ (2.0) 2) ≈ 1,4 kg.

Izvještaj o istraživačkom radu

„Istraživanje sustava blokova koji dobijaju na jačini od 2, 3, 4 puta“

učenici 7. razreda.

Srednja škola br. 76, Yaroslavl

Tema rada: Proučavanje sustava blokova koji daju dobitak snage 2, 3, 4 puta.

Svrha rada: Pomoću blokovskih sustava dobijte na jakosti 2, 3, 4 puta.

oprema:   pomični i fiksni blokovi, stativ, nožice kvačila, utezi, konop.

Plan rada:

Proučiti teoretski materijal na temu „Jednostavni mehanizmi. Blokovi ";

Prikupite i opišite instalacije - blok sustava koji daju jačinu od 2, 3, 4 puta.

Analiza rezultata pokusa;

zaključak

"Malo o blokovima"

U suvremenoj tehnologiji široko se koriste mehanizmi za podizanje, čiji se neizostavni sastojci mogu nazvati jednostavnim mehanizmima. Među njima su najstariji izumi čovječanstva blokovi. Drevni grčki znanstvenik Archimedes olakšao je čovjekovo djelo dajući mu snagu prilikom upotrebe njegovog 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 dizajniranih za povećanje nosivosti naziva se lančana dizalica.

Na lekcijama fizike proučavamo pokretni i nepomični blok. Korištenjem fiksnog bloka možete promijeniti smjer sile. Blok koji se kreće - smanjenje daje snagu dva puta.Fiksni blok Archimedes je to smatrao ravnopravnom rukom. Trenutak sile koji djeluje na jednu stranu fiksnog bloka jednak je momentu sile koji se primjenjuje na drugoj strani bloka. Sile koje stvaraju ove trenutke su iste. A mobilni blok Archimedes uzeo je za nejednaku polugu. U odnosu na središte rotacije, postoje trenuci sila koji moraju biti jednaki u ravnoteži.

Blokiraj crteže:

2. Montaža instalacija - sustavi blokova koji daju dobitak snage 2, 3 i 4 puta.

Teret koristimo za posao,čija je težina 4 N   (Sl. 3).

Sl. 3

Naš je tim pomoću pokretnih i fiksnih blokova sastavio sljedeće jedinice:

Dvostruki blokovski sustav   (Sl. 4 i Sl. 5).

Ovaj blok sustav koristi pokretne i fiksne blokove. Takva kombinacija dvaput daje snagu. Stoga se na točku A. mora primijeniti sila jednaka polovici težine tereta.

Sl. 4

Slika 5

Na fotografiji (Sl. 5) može se vidjeti da ovo podešavanje daje dvostruko povećanje snage, dinamometar pokazuje silu od približno 2 N. Dva opterećenja dolaze od tereta. Težina blokova se ne uzima u obzir.

Trostruki blok-sustav , Sl. 6 i Sl. 7

U ovom blokovskom sustavu koriste se dva pomična i fiksna bloka. Takva kombinacija daje trostruku dobit u snazi. Princip rada naše instalacije s množinom od 3 (dobitak snage od 3 puta) izgleda kao onaj prikazan na slici. Kraj užeta pričvršćen je na platformu, a zatim se konopac baca kroz fiksni blok. Još jednom kroz pokretni blok koji drži platformu s teretom. Zatim povlačimo konop kroz drugi fiksni blok. Ova vrsta mehanizma daje dobitak snage 3 puta, ovo je neobična opcija. Koristimo jednostavno pravilo: koliko užadi dolazi od tereta, takav nam je dobitak u snazi. U duljini užadi gubimo tačno onoliko puta koliko je puta dobitak snage.

Slika 6

Sl. 7

Sl. 8

Na fotografiji (slika 8) može se vidjeti da dinamometar pokazuje silu od približno 1,5 N. Pogreška daje težinu pokretne jedinice i platforme. Iz tereta dolaze tri konopa.

Četverostruki blok-sustav .

Ovaj blok sustav koristi dva pomična i dva fiksna bloka. Takva kombinacija daje četverostruku snagu. (Sl. 9 i Sl. 10).

Sl. 9

Sl. 10

Na fotografiji (Sl. 10) može se vidjeti da ovo podešavanje daje dobitak na snazi \u200b\u200b4 puta, dinamometar pokazuje silu od približno 1 N. Četiri užeta dolaze od tereta.

zaključak:

Sustav pokretnih i fiksnih blokova, koji se sastoji od užadi i blokova, omogućuje vam pobjedu u učinkovitoj snazi \u200b\u200bs gubitkom u duljini. Koristimo jednostavno pravilo - zlatno pravilo mehanike: koliko užadi dolazi od tereta, to je naša dobit u snazi. U duljini užadi gubimo tačno onoliko puta koliko je puta dobitak snage. Zahvaljujući ovom zlatnom pravilu mehanike, moguće je podići teret velike mase bez velikog napora.

Znajući ovo pravilo, možete stvoriti blok-sustave - polispast, koji vam omogućuju da u devetom broju pobijedite u vlasti. Stoga se blokovi i blokovski sustavi naširoko koriste u raznim područjima našeg života. Ppomični i fiksni blokovi naširoko se koriste u zupčanicima automobila. Osim toga, građevinski blokovi koriste građevine za podizanje velikih i malih tereta (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 premjestiti kolijevku na viši kat pomoću dok samo vlastita snaga). 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 tom se slučaju sila zategnutosti kabela može smatrati jednakom u svim svojim 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 koji 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 snage može se dokazati bez pribjegavanja iskustvu (vidi ispod odjeljka "Zašto pokretni blok daje dvostruki dobitak u snazi?").

Najčešće se koriste jednostavni mehanizmi za dobivanje snage. Odnosno, s manje sile pomičite veću težinu u usporedbi s njom. Nadalje, dobitak u snazi \u200b\u200bne postiže se "besplatno". Povrat za to je gubitak u daljini, odnosno trebate napraviti više pokreta nego bez upotrebe jednostavnog mehanizma. Međutim, kad su snage ograničene, "razmjena" udaljenosti za silu je korisna.

Pokretni i fiksni blokovi neke su od vrsta jednostavnih mehanizama. Uz to su modificirana poluga, što je ujedno i jednostavan mehanizam.

Fiksni blok  ne daje dobitak u snazi, samo mijenja smjer svoje primjene. Zamislite da morate podignuti težak teret uz uže. Morat ćete ga povući. Ali ako koristite fiksni blok, morat ćete se povući, dok se opterećenje povećava. U tom će vam slučaju biti lakše jer će se potrebna snaga sastojati od snage mišića i vaše težine. Bez korištenja fiksnog bloka bilo bi potrebno primijeniti istu silu, ali to bi se postiglo isključivo zbog snage mišića.

Fiksni blok je kotač s utorom za uže. Kotač je fiksiran, može se okretati oko svoje osi, ali ne može se kretati. Krajevi užeta (kabela) vise dolje, na jedan je pričvršćen teret, a na drugi se vrši sila. Ako povučete kabel dolje, opterećenje raste.

Kako nema dobitaka u snazi, nema ni gubitaka u daljini. Što se opterećenje povećava, konop se mora spustiti na istoj udaljenosti.

korištenje valjkasti blok daje dobit na snazi \u200b\u200bdva puta (u idealnom slučaju). To znači da ako je težina tereta F, da biste je podigli, morate primijeniti silu F / 2. Mobilna jedinica sastoji se od istog kotača s utorom za kabel. Međutim, jedan kraj kabela je ovdje fiksiran, a kotač je pomičan. Kotač se kreće s teretom.

Težina tereta je sila sila. Uravnotežena je s dvije sile usmjerene prema gore. Jedan je stvoren nosačem na koji je kabel pričvršćen, a drugi povlačenjem kabela. Napeta sila kabela je s obje strane jednaka, što znači da je težina tereta jednakomjerno raspoređena među njima. Stoga je svaka sila 2 puta manja od težine tereta.

U stvarnim situacijama dobitak na snazi \u200b\u200bje manji od 2 puta, jer se sila za dizanje djelomično "troši" na težinu konopa i bloka, kao i na trenje.

Mobilna jedinica, koja gotovo dvostruko povećava snagu, daje dvostruki gubitak u daljini. Za podizanje tereta na određenu visinu h, potrebno je da se užad sa svake strane bloka smanji za ovu visinu, odnosno, ukupno se dobije 2h.

Obično se koriste kombinacije fiksnih i pokretnih blokova - rješavanje. Omogućuju vam da dobijete snagu i smjer. Što više blokova koji se kreću u lancu, to je veći dobitak snage.