Բլոկները օգտագործվում են բեռներ բարձրացնելու համար: Բլոկը ակոսով անիվ է, որը տեղադրված է պահարանի մեջ։ Պարանը, մալուխը կամ շղթան անցնում են բլոկների միջով: անշարժանվանում են այնպիսի բլոկ, որի առանցքը ամրացված է և բեռներ բարձրացնելիս այն չի բարձրանում և չի ընկնում (նկ. 1, ա, բ)։

Ոչ շարժվող բլոկկարելի է համարել հավասարազոր լծակ, որում կիրառվող ուժերի թեւերը հավասար են անիվի շառավղին։ Հետևաբար, պահերի կանոնից բխում է, որ անշարժ բլոկը ուժի մեջ որևէ շահույթ չի ապահովում։ Այն թույլ է տալիս փոխել ուժի ուղղությունը։

Նկար 2, ա, բ ցույց է տալիս շարժվող բլոկ(բլոկի առանցքը բարձրանում և իջնում ​​է բեռի հետ միասին): Նման բլոկը պտտվում է ակնթարթային O առանցքի շուրջ: Նրա պահի կանոնը կունենա ձև

Այսպիսով, շարժական բլոկը տալիս է կրկնակի ամրություն:

Սովորաբար գործնականում օգտագործվում է ֆիքսված բլոկի և շարժականի համադրություն (նկ. 3): Ֆիքսված բլոկը օգտագործվում է միայն հարմարության համար: Փոխելով ուժի ուղղությունը՝ այն թույլ է տալիս, օրինակ, գետնին կանգնած բեռ բարձրացնել։

Սարքի նկարագրություն

Բլոկը պարզ մեխանիզմ է, որն իրենից ներկայացնում է պարանի կամ շղթայի շրջագծի ակոս ունեցող անիվ, որը կարող է ազատորեն պտտվել իր առանցքի շուրջ: Այնուամենայնիվ, պարանը շպրտվեց ծառի ճյուղնաև որոշ չափով բլոկ է:

Ինչու են անհրաժեշտ բլոկները:

Կախված իրենց դիզայնից՝ ճախարակները կարող են թույլ տալ փոխել կիրառվող ուժի ուղղությունը (օրինակ՝ ծառի ճյուղի վրա նետված պարանի վրա կախված որոշակի բեռ բարձրացնելու համար հարկավոր է պարանի մյուս ծայրը ներքև քաշել։ .. կամ կողքի վրա): Միևնույն ժամանակ, այս բլոկը ուժի ավելացում չի տա: Նման բլոկները կոչվում են անշարժ, քանի որ բլոկի պտտման առանցքը կոշտ ամրագրված է (իհարկե, եթե ճյուղը չի կոտրվում): Նման բլոկները օգտագործվում են հարմարության համար: Օրինակ, բեռը բարձրության վրա բարձրացնելիս շատ ավելի հեշտ է պարան քաշել բլոկի վրայով նետված բեռով։ներքեւ , ձեր մարմնի քաշը դնելով դրա վրա, այլ ոչ թե վերևում կանգնեք և պարանով բեռը դեպի ձեզ քաշեք։

Բացի այդ, կան բլոկներ, որոնք թույլ են տալիս ոչ միայն փոխել կիրառվող ուժի ուղղությունը, այլև ապահովել ուժի ավելացում: Այս բլոկը կոչվում է բջջայինև այն աշխատում է շարժվող բլոկի ճիշտ հակառակը:

Ուժ ձեռք բերելու համար հարկավոր է ամուր ամրացնել պարանի մի ծայրը (օրինակ՝ կապել ճյուղին)։ Այնուհետև պարանի վրա տեղադրվում է ակոսով անիվ, որից կախված է բեռը (դա պետք է արվի այնպես, որ բեռի հետ անիվը կարողանա ազատ շարժվել մեր պարանի երկայնքով):Այժմ, պարանի ազատ ծայրը դեպի վեր քաշելով, կտեսնենք, որ բեռով բլոկը նույնպես սկսեց բարձրանալ։

Այն ջանքերը, որոնք մենք պետք է ծախսենք բեռը այս կերպ բարձրացնելու համար, մոտավորապես 2 անգամ պակաս կլինի բեռի քաշից բլոկի հետ միասին: Զղջալ այս տեսակըԲլոկը թույլ չի տալիս փոխել ուժի ուղղությունը լայն տիրույթում, ուստի այն հաճախ օգտագործվում է ֆիքսված (կոշտ ամրացված) բլոկի հետ միասին:

Փորձի նկարագրությունը

Նախ, տեսանյութը ցույց է տալիս ֆիքսված բլոկի աշխատանքի սկզբունքը. հավասար զանգվածի բեռներ կասեցվում են կոշտ ամրացված բլոկից, մինչդեռ բլոկը գտնվում է հավասարակշռության մեջ: Բայց հենց մեկ ավելորդ քաշ եք կախում, առավելությունն անմիջապես սկսում է մեծանալ։

Այնուհետև, օգտագործելով շարժական և ֆիքսված բլոկների համակարգը, մենք փորձում ենք հասնել հավասարակշռության վիճակի՝ ընտրելով երկու կողմից կախված կշիռների օպտիմալ քանակը: Արդյունքում բլոկը հավասարակշռվում է, երբ շարժական բլոկից կախված կշիռների թիվը կրկնակի մեծանում է թելի ազատ ծայրից կախված կշիռներից։

Այսպիսով, մենք կարող ենք եզրակացնել, որ շարժական բլոկը տալիս է կրկնակի ամրություն.

Սա հետաքրքիր է

Իսկ դուք գիտե՞ք, որ շարժվող և ֆիքսված բլոկները լայնորեն կիրառվում են մեքենաների փոխանցման մեխանիզմներում: Բացի այդ, բլոկները շինարարներն օգտագործում են մեծ և փոքր բեռներ բարձրացնելու համար (կամ իրենք։ Օրինակ՝ շենքերի արտաքին ճակատները վերանորոգելիս շինարարները հաճախ աշխատում են օրորոցում, որը կարող է տեղաշարժվել հարկերի միջև։ Հատակի աշխատանքի ավարտից հետո, աշխատողները կարող են արագ տեղափոխել օրորոցը մեկ հարկ ավելի բարձր՝ օգտագործելով միայն սեփական ուժը) Բլոկներն այնքան տարածված են դարձել դրանց հավաքման և դրանց հետ աշխատելու հեշտության պատճառով:

Առայժմ մենք կենթադրենք, որ բլոկի և մալուխի զանգվածը, ինչպես նաև բլոկում շփումը կարող են անտեսվել: Այս դեպքում մալուխի լարվածության ուժը կարող ենք համարել նույնը նրա բոլոր մասերում։ Բացի այդ, մենք կենթադրենք, որ մալուխը չի երկարաձգվում, և դրա զանգվածը աննշան է:

Ֆիքսված բլոկ

Ուժի ուղղությունը փոխելու համար օգտագործվում է անշարժ բլոկ: Նկ. 24.1, և ցույց է տալիս, թե ինչպես կարելի է օգտագործել անշարժ բլոկ՝ ուժի ուղղությունը հակառակը փոխելու համար: Այնուամենայնիվ, նրա օգնությամբ դուք կարող եք փոխել ուժի ուղղությունը, ինչպես ցանկանում եք:

Գծե՛ք անշարժ բլոկի կիրառման դիագրամ, որը կարող է օգտագործվել ուժի ուղղությունը 90°-ով պտտելու համար:

Արդյո՞ք անշարժ բլոկը ապահովում է ուժի ավելացում: Եկեք նայենք դրան՝ օգտագործելով Նկ. 24.1, ա. Մալուխը ձգվում է ձկնորսի կողմից մալուխի ազատ ծայրին կիրառվող ուժով: Մալուխի լարվածության ուժը մալուխի երկայնքով մնում է անփոփոխ, հետևաբար մալուխի կողքից բեռի (ձկան) վրա գործում է նույն մեծության ուժ։ Հետևաբար, անշարժ բլոկը ուժի ավելացում չի ապահովում:

Անշարժ բլոկ օգտագործելիս բեռը բարձրանում է նույնքան, որքան իջեցվում է մալուխի ծայրը, որի վրա ձկնորսը ուժ է կիրառում: Սա նշանակում է, որ անշարժ բլոկ օգտագործելով՝ մենք ոչ հաղթում ենք, ոչ էլ պարտվում ճանապարհին։

Շարժական բլոկ

Եկեք փորձը դնենք

Թեթև շարժվող բլոկով բեռ բարձրացնելիս մենք նկատում ենք, որ եթե շփումը ցածր է, ապա բեռը բարձրացնելու համար մենք պետք է կիրառենք ուժ, որը մոտավորապես 2 անգամ է: ավելի քիչ քաշբեռներ (նկ. 24.3): Այսպիսով, շարժական բլոկը տալիս է ուժի 2 անգամ ավելացում:

Բրինձ. 24.3. Շարժվող բլոկ օգտագործելիս մենք 2 անգամ ուժ ենք ստանում, բայց ճանապարհին նույնքան անգամ կորցնում ենք

Այնուամենայնիվ, ուժի կրկնակի ձեռքբերման համար ճանապարհին դուք պետք է վճարեք նույն կորուստով. բեռը, օրինակ, 1 մ-ով բարձրացնելու համար անհրաժեշտ է բլոկի վրայով նետված մալուխի ծայրը բարձրացնել 2 մ-ով:

Այն փաստը, որ շարժվող բլոկը կրկնակի ուժեղացում է տալիս, կարելի է ապացուցել առանց փորձի դիմելու (տե՛ս ստորև բերված «Ինչու՞ է շարժվող բլոկը կրկնակի ուժեղացում է տալիս» բաժինը):

Արգելափակելակոսով անիվի ձևով սարք է, որի միջով անցնում են պարան, մալուխ կամ շղթա։ Բլոկների երկու հիմնական տեսակ կա՝ շարժական և ֆիքսված: Ֆիքսված բլոկի համար առանցքը ամրացված է և բեռ բարձրացնելիս չի բարձրանում կամ ընկնում (նկ. 54), իսկ շարժական բլոկի դեպքում առանցքը շարժվում է բեռի հետ միասին (նկ. 55):

Անշարժ բլոկը ուժի ավելացում չի ապահովում:Այն օգտագործվում է ուժի ուղղությունը փոխելու համար։ Այսպիսով, օրինակ, նման բլոկի վրայով նետված պարանի վրա ներքև ուժ կիրառելով, մենք ստիպում ենք բեռը բարձրանալ դեպի վեր (տե՛ս նկ. 54): Իրավիճակն այլ է շարժվող բլոկի դեպքում: Այս բլոկը թույլ է տալիս փոքր ուժին հավասարակշռել ուժը, որը 2 անգամ ավելի է: Դա ապացուցելու համար եկեք նայենք նկար 56. F ուժի կիրառմամբ մենք ձգտում ենք շրջել բլոկը O կետով անցնող առանցքի շուրջ: Այս ուժի մոմենտը հավասար է Fl արտադրյալին, որտեղ l-ը F ուժի թեւն է՝ հավասար OB բլոկի տրամագծին։ Միևնույն ժամանակ, բլոկին կցված բեռը իր P կշռով ստեղծում է մի պահ, որը հավասար է P ուժի թեւին հավասար OA բլոկի շառավղին: Համաձայն պահի կանոնի (21.2)

Ք.Ե.Դ.

Բանաձևից (22.2) հետևում է, որ P/F = 2. Սա նշանակում է, որ Շարժվող բլոկի միջոցով ստացված հզորության ավելացումը հավասար է 2-ի. Նկար 57-ում պատկերված փորձը հաստատում է այս եզրակացությունը:

Գործնականում հաճախ օգտագործվում է շարժվող բլոկի և ֆիքսվածի համադրություն (նկ. 58): Սա թույլ է տալիս փոխել ուժի ազդեցության ուղղությունը ուժի միաժամանակյա կրկնակի աճով:

Ուժի ավելի մեծ ձեռքբերում ստանալու համար բարձրացնող մեխանիզմը կոչվում է շղթայական ամբարձիչ. Հունարեն «ճախարակ» բառը ձևավորվել է երկու արմատից՝ «պոլի»՝ շատ և «սպաո»՝ ձգում, ուստի ընդհանուր առմամբ ստացվում է «շատ ձգում»:

Ճախարակը երկու սեղմակների համակցություն է, որոնցից մեկը բաղկացած է երեք անշարժ բլոկներից, իսկ մյուսը՝ երեք շարժական բլոկներից (նկ. 59): Քանի որ շարժվող բլոկներից յուրաքանչյուրը կրկնապատկում է ձգողական ուժը, ընդհանուր առմամբ ճախարակն ուժի վեց անգամ ավելացնում է:

1. Ի՞նչ երկու տեսակի բլոկներ գիտեք: 2. Ո՞րն է տարբերությունը շարժական բլոկի և ֆիքսվածի միջև: 3. Ի՞նչ նպատակով է օգտագործվում ֆիքսված բլոկը: 4. Ինչի՞ համար է օգտագործվում շարժական բլոկը: 5. Ի՞նչ է շղթայական ամբարձիչը: Ուժի ի՞նչ ձեռքբերում է այն ապահովում:

Բլոկները դասակարգվում են որպես պարզ մեխանիզմներ: Բացի բլոկներից, այս սարքերի խումբը, որը ծառայում է ուժի փոխակերպմանը, ներառում է լծակ և թեք հարթություն:

ՍԱՀՄԱՆՈՒՄ

Արգելափակել - ամուր, որն ունի ֆիքսված առանցքի շուրջ պտտվելու հատկություն։

Բլոկները պատրաստվում են սկավառակների (անիվներ, ցածր բալոններ և այլն) տեսքով, որոնք ունեն ակոս, որով անցնում են պարան (իրան, պարան, շղթա)։

Ֆիքսված առանցքով բլոկը կոչվում է անշարժ (նկ. 1): Բեռը բարձրացնելիս չի շարժվում։ Ֆիքսված բլոկը կարելի է դիտարկել որպես լծակ, որն ունի հավասար թեւեր:

Բլոկի հավասարակշռության պայմանը դրա վրա կիրառվող ուժերի մոմենտների հավասարակշռության պայմանն է.

Նկար 1-ի բլոկը կլինի հավասարակշռության մեջ, եթե թելերի լարվածության ուժերը հավասար են.

քանի որ այս ուժերի ուսերը նույնն են (OA=OB): Անշարժ բլոկը ուժի ավելացում չի ապահովում, բայց թույլ է տալիս փոխել ուժի ուղղությունը: Վերևից եկող պարանով քաշելը հաճախ ավելի հարմար է, քան ներքևից եկող պարանը։

Եթե ​​ամրացված բլոկի վրայով նետված պարանի մի ծայրին կապված բեռի զանգվածը հավասար է մ-ի, ապա այն բարձրացնելու համար ճոպանի մյուս ծայրին պետք է կիրառվի F ուժ, որը հավասար է.

պայմանով, որ մենք հաշվի չենք առնում բլոկի շփման ուժը: Եթե ​​անհրաժեշտ է հաշվի առնել բլոկի շփումը, ապա մուտքագրեք դիմադրության գործակիցը (k), ապա.

Հարթ, ֆիքսված հենարանը կարող է ծառայել որպես բլոկի փոխարինում: Նման հենարանի վրայով գցվում է պարան (պարան), որը սահում է հենարանի երկայնքով, բայց միաժամանակ մեծանում է շփման ուժը։

Անշարժ բլոկը աշխատանքում ոչ մի օգուտ չի տալիս: Ուժերի կիրառման կետերով անցած ուղիները նույնն են, հավասար են ուժին, հետևաբար հավասար են աշխատանքին։

Ֆիքսված բլոկների օգտագործմամբ ամրություն ձեռք բերելու համար օգտագործվում է բլոկների համադրություն, օրինակ՝ կրկնակի բլոկ։ Երբ բլոկները պետք է ունենան տարբեր տրամագծեր. Նրանք անշարժ կապված են միմյանց հետ և ամրացված են մեկ առանցքի վրա: Յուրաքանչյուր բլոկին ամրացված է պարան, որպեսզի այն կարողանա փաթաթվել բլոկի շուրջը կամ դուրս գալ առանց սահելու: Ուժերի ուսերն այս դեպքում անհավասար են լինելու։ Կրկնակի ճախարակը գործում է որպես լծակ՝ տարբեր երկարությունների թեւերով: Նկար 2-ը ցույց է տալիս կրկնակի բլոկի դիագրամ:

Նկար 2-ի լծակի հավասարակշռության պայմանը կլինի բանաձևը.

Կրկնակի բլոկը կարող է փոխակերպել ուժը: Ավելի փոքր ուժ կիրառելով մեծ շառավղով շրջափակված պարանի վրա, ստացվում է ուժ, որը գործում է ավելի փոքր շառավղով շրջափակված պարանի կողքից:

Շարժվող բլոկը բլոկ է, որի առանցքը շարժվում է բեռի հետ միասին: Նկ. 2, շարժական բլոկը կարելի է համարել որպես լծակ՝ տարբեր չափերի թեւերով։ Այս դեպքում O կետը լծակի հենակետն է։ OA - ուժի թև; OB - ուժի թեւ: Եկեք նայենք Նկ. 3. Ուժի թեւը երկու անգամ մեծ է ուժային թևից, հետևաբար, հավասարակշռության համար անհրաժեշտ է, որ F ուժի մեծությունը լինի P ուժի մեծության կեսը.

Կարելի է եզրակացնել, որ շարժվող բլոկի օգնությամբ մենք ուժի կրկնակի ավելացում ենք ստանում։ Շարժվող բլոկի հավասարակշռության պայմանը մենք գրում ենք՝ առանց հաշվի առնելու շփման ուժը հետևյալ կերպ.

Եթե ​​փորձենք հաշվի առնել բլոկի շփման ուժը, ապա մուտքագրում ենք բլոկի դիմադրության գործակիցը (k) և ստանում.

Երբեմն օգտագործվում է շարժական և ֆիքսված բլոկի համադրություն: Այս համակցությամբ հարմարության համար օգտագործվում է ֆիքսված բլոկ: Այն չի ապահովում ուժի ավելացում, բայց թույլ է տալիս փոխել ուժի ուղղությունը: Կիրառվող ուժի չափը փոխելու համար օգտագործվում է շարժվող բլոկ: Եթե ​​բլոկը շրջապատող պարանի ծայրերը հորիզոնի հետ հավասար անկյուններ են կազմում, ապա բեռի վրա ազդող ուժի հարաբերությունը մարմնի քաշին հավասար է բլոկի շառավիղի և աղեղի ակորդի հարաբերությանը։ պարանը պարուրում է. Եթե ​​պարանները զուգահեռ են, ապա բեռը բարձրացնելու համար անհրաժեշտ ուժը կպահանջվի երկու անգամ ավելի քիչ, քան բարձրացվող բեռի քաշը:

Մեխանիկայի ոսկե կանոն

Պարզ մեխանիզմներաշխատանքում շահ չկա. Ինչքան ուժ ենք ստանում, նույնքան էլ կորցնում ենք հեռավորության վրա։ Քանի որ աշխատանքը հավասար է ուժի և տեղաշարժի սկալյար արտադրյալին, հետևաբար, այն չի փոխվի շարժական (ինչպես նաև անշարժ) բլոկներ օգտագործելիս:

Բանաձևի տեսքով «ոսկե կանոնը» կարելի է գրել հետևյալ կերպ.

որտեղ է ուժի կիրառման կետով անցած ճանապարհը՝ ճանապարհը անցանելի կետովուժի կիրառում.

Ոսկե կանոնէներգիայի պահպանման օրենքի ամենապարզ ձևակերպումն է։ Այս կանոնը վերաբերում է մեխանիզմների միատեսակ կամ գրեթե միատեսակ շարժման դեպքերին։ Ճոպանների ծայրերի փոխադրական հեռավորությունները կապված են բլոկների ( և ) շառավղների հետ, ինչպես.

Մենք ստանում ենք, որ կրկնակի բլոկի «ոսկե կանոնը» կատարելու համար անհրաժեշտ է.

Եթե ​​ուժերը հավասարակշռված են, ապա բլոկը գտնվում է հանգստի վիճակում կամ շարժվում է միատեսակ:

Խնդիրների լուծման օրինակներ

ՕՐԻՆԱԿ 1

ՕՐԻՆԱԿ 2