Blokus izmanto kravas pacelšanai. Bloks ir ritenis ar tekni, kas uzstādīts būrī. Caur kanāla notekas tiek izvadīta virve, kabelis vai ķēde. Nekustīgs   viņi sauc tādu bloku, kura ass ir fiksēta, un, paceļot preces, tas neceļas un nekrīt (1. att., a, b).

Fiksēto bloku var uzskatīt par vienlīdzīgu roku, kurā pielikto spēku pleci ir vienādi ar riteņa rādiusu. Tāpēc no momentu noteikuma izriet, ka nekustīgs bloks nedod spēku. Tas ļauj mainīt spēka virzienu.

Parādīts 2. attēls, a, b kustīgs bloks   (bloka ass paceļas un nokrīt līdz ar slodzi). Šāds bloks griežas ap momentāno asi O. Momentu likumam tam būs forma

Tādējādi pārvietojamā vienība divreiz palielina spēku.

Parasti praksē tiek izmantota fiksēta bloka un kustīga bloka kombinācija (3. att.). Stacionārais bloks ir paredzēts tikai ērtībai. Viņš, mainot spēka virzienu, ļauj, piemēram, pacelt kravu, stāvot uz zemes.

Ierīces apraksts

Bloks ir vienkāršs mehānisms, kas ir ritenis ar gropi ap virvi apkārt virvei vai ķēdei, kas spēj brīvi griezties ap savu asi. Tomēr virve, kas izmesta virs koka zariem, zināmā mērā ir arī bloks.

Kāpēc mums nepieciešami bloki?

Atkarībā no to konstrukcijas, bloki var ļaut mainīt pielietotā spēka virzienu (piemēram, lai paceltu noteiktu kravu, kas apturēta uz virves, kas izmesta caur koka zaru, jums ir jāvelk otrs virves gals uz leju ... vai uz sāniem). Tajā pašā laikā šī vienība nedos spēku samēru. Šādi bloki tiek saukti nekustīgs, jo bloka rotācijas ass ir stingri fiksēta (protams, ja zars nesadalās). Šādi bloki tiek izmantoti ērtības labad. Piemēram, paceļot kravu uz augstumu, ir daudz vieglāk vilkt virvi ar kravu, kas izmesta virs blokauz leju pieliekot tam savu ķermeņa svaru, nekā stāvēt augšpusē un ar virvi vilkt kravu.

Turklāt ir bloki, kas ne tikai ļauj mainīt pielietotā spēka virzienu, bet arī dod spēku pieaugumu. Šis bloks tiek saukts kustams   un tas darbojas tieši pretēji nekā pārvietojama vienība.

Lai iegūtu stiprības pieaugumu, ir nepieciešams stingri nostiprināt vienu virves galu (piemēram, piesiet to filiālei). Tālāk uz virves tiek uzstādīts ritenis ar kannu, uz kuru tiek apturēta krava (tas jādara tā, lai ritenis ar kravu varētu brīvi braukt pa mūsu virvi).Tagad, pavelkot virves brīvo galu uz augšu, mēs redzēsim, ka arī bloks ar kravu sāka celties.

Centieni, kas mums būs jāpavada, lai šādā veidā paceltu kravu, būs apmēram 2 reizes mazāki par kravas svaru kopā ar vienību. Diemžēl šāda veida bloki neļauj mainīt spēka virzienu plašā diapazonā, tāpēc to bieži izmanto kopā ar fiksētu (stingri fiksētu) bloku.

Pieredzes apraksts

Sākumā video demonstrē fiksēta bloka kustības principu: no nekustīgi fiksēta bloka tiek apturētas vienas un tās pašas masas kravas, kamēr bloks ir līdzsvarā. Bet tikai pakārt vienu papildu svaru, tiklīdz priekšrocība sākas lielā mērā.

Turklāt, izmantojot kustīgu un fiksētu bloku sistēmu, mēs cenšamies sasniegt līdzsvara stāvokli, izvēloties optimālo svaru svaru, kas tiek apturēts no abām pusēm. Rezultātā bloks tiek līdzsvarots, kad no pārvietojamā bloka apturēto svaru skaits kļūst divreiz lielāks nekā svars, kas apturēts no vītnes brīvā gala.

Tādējādi mēs to varam secināt mobilais bloks dod divkāršu spēka pieaugumu.

Tas ir interesanti

Vai jūs zināt, ka pārvietojamie un fiksētie bloki tiek plaši izmantoti automašīnu pārnesumos? Turklāt blokus celtnieki izmanto, lai paceltu lielas un mazas kravas (labi, vai paši. Piemēram, remontējot ēku ārējās fasādes, celtnieki bieži strādā šūpulī, kas var pārvietoties starp stāviem. Pabeidzot darbu uz grīdas, darbinieki var ātri pārvietot šūpuli. grīda augstāka, izmantojot tikai savus spēkus). Bloki ir tik plaši izplatīti, pateicoties to montāžas vienkāršībai un ērtībai strādāt ar tiem.

Pagaidām mēs pieņemam, ka bloka un kabeļa masa, kā arī berze blokā var tikt atstāta novārtā. Šajā gadījumā kabeļa spriegošanas spēku visās tā daļās var uzskatīt par vienādu. Turklāt mēs uzskatīsim kabeli par neizteiksmīgu, un tā masa ir niecīga.

Fiksēts bloks

Fiksēto bloku izmanto, lai mainītu spēka virzienu. Att. 24.1., A parāda, kā izmantot fiksēto bloku, lai mainītu spēka virzienu. Tomēr ar tās palīdzību jūs varat mainīt spēka virzienu, kā vēlaties.

Uzzīmējiet fiksēta bloka izmantošanas shēmu, ar kuru jūs varat pagriezt spēka virzienu par 90 °.

Vai fiksēts bloks dod spēku? Apsveriet to, izmantojot piemēru, kas parādīts 3. attēlā. 24,1 a. Kabeli velk ar spēku, ko zvejnieks pieliek brīvajam kabeļa galam. Kabeļa spriegošanas spēks paliek nemainīgs gar kabeli, tāpēc no kabeļa puses slodzi (zivis) ietekmē tas pats modulo spēks. Tāpēc fiksēts bloks nedod stiprības pieaugumu.

Izmantojot fiksētu vienību, slodze palielinās tik daudz, cik nokrīt kabeļa gals, uz kuru zvejnieks pieliek spēku. Tas nozīmē, ka, izmantojot fiksētu bloku, mēs ceļā neuzvaram un nezaudējam.

Pārvietojama vienība

Ievietojiet pieredzi

Paceļot kravu ar viegli pārvietojama bloka palīdzību, mēs atzīmējam, ka, ja berze ir maza, tad kravas pacelšanai ir jāpieliek spēks, kas ir aptuveni 2 reizes mazāks par kravas svaru (24.3. Att.). Tādējādi pārvietojamā vienība palielina spēku 2 reizes.

Att. 24.3. Lietojot mobilo ierīci, mēs uzvarējam 2 reizes ar spēku, bet ceļā zaudējam tikpat reizes

Tomēr par divkāršu stiprības iegūšanu jums ir jāmaksā tie paši zaudējumi ceļā: lai paceltu kravu, piemēram, par 1 m, jums jāpaaugstina kabeļa gals, kas izmests virs bloka, par 2 m.

Faktu, ka kustīgais bloks dod divkāršu spēka pieaugumu, var pierādīt, neizmantojot pieredzi (sk. Zemāk sadaļu "Kāpēc kustīgais bloks dod divkāršu spēka pieaugumu?").

Bloķēt   ir riteņa formas ierīce ar kannu, caur kuru tiek izvadīta virve, kabelis vai ķēde. Ir divi galvenie bloku veidi - kustami un nekustīgi. Fiksēta bloka ass ir fiksēta, un, paceļot kravas, tā neceļas un nekrīt (54. att.), Bet pārvietojamam blokam ass pārvietojas ar kravu (55. att.).

Fiksētais bloks nedod stiprības pieaugumu.   To izmanto, lai mainītu spēka virzienu. Tā, piemēram, pieliekot lejupvērstu spēku virvei, kas izmesta virs šāda bloka, mēs piespiežam kravu celties augšup (sk. 54. att.). Ar pārvietojamo vienību situācija ir citāda. Šis bloks ļauj līdzsvarot spēku ar nelielu spēku, 2 reizes lielāku. Lai to pierādītu, mēs pievēršamies 56. attēlam. Pieliekot spēku F, mēs cenšamies pagriezt bloku ap asi, kas iet caur punktu O. Šī spēka moments ir vienāds ar reizinājumu Fl, kur l ir spēka F plecs, vienāds ar OB vienības diametru. Tajā pašā laikā slodze, kas piestiprināta blokam ar savu svaru P, rada momentu, kas vienāds ar, kur spēka P plecs ir vienāds ar bloka rādiusu OA. Saskaņā ar momentu likumu (21.2)

kā jāpierāda.

No formulas (22.2) izriet, ka P / F \u003d 2. Tas nozīmē, ka spēka pieaugums, kas iegūts, izmantojot mobilo ierīci, ir 2. Eksperiments, kas attēlots 57. attēlā, apstiprina šo secinājumu.

Praksē bieži izmanto kustama bloka un fiksēta bloka kombināciju (58. att.). Tas ļauj mainīt spēka virzienu ar vienlaicīgu divkāršu spēka pieaugumu.

Lai iegūtu lielāku spēka pieaugumu, sauc celšanas mehānismu skriemeļa bloks. Grieķu vārds “polyspast” veidojas no divām saknēm: “poli” - partija un “spao” - es velku tā, ka parasti izrādās “multi-pull”.

Polyspast ir divu skavu kombinācija, no kurām viena sastāv no trim fiksētiem blokiem, bet otra - no trim pārvietojamiem blokiem (59. att.). Tā kā katrs no pārvietojamajiem blokiem divkāršo vilces spēku, parasti ķēdes pacēlājs dod seškārtīgu stiprības pieaugumu.

1. Kādus divus bloku veidus jūs zināt? 2. Kāda ir atšķirība starp mobilo ierīci un stacionāro? 3. Kādam mērķim tiek izmantots fiksētais bloks? 4. Kāpēc izmantot kustamu ierīci? 5. Kas ir ķēdes pacēlājs? Kādu labumu tas dod?

Bloki tiek klasificēti kā vienkārši mehānismi. Šo ierīču grupā, kas kalpo spēku konvertēšanai, papildus blokiem ir arī svira, slīpa plakne.

Definīcija

Bloķēt   - ciets korpuss, kas spēj pagriezties ap fiksētu asi.

Bloki tiek izgatavoti disku (riteņi, zemi cilindri utt.) Veidā ar gropi, caur kuru tiek izvadīta virve (rumpis, virve, ķēde).

Fiksēts ir bloks ar fiksētu asi (1. att.). Paceļot kravu, tā nekustas. Fiksēto bloku var uzskatīt par sviru, kurai ir vienādi pleci.

Nosacījums bloka līdzsvaram ir nosacījums tam pielikto spēku momentu līdzsvaram:

Bloks 1. attēlā būs līdzsvarā, ja vītņu spriegošanas spēki ir vienādi ar:

jo šo spēku pleci ir vienādi (OA \u003d OV). Fiksēta vienība nedod stiprības pieaugumu, bet ļauj mainīt spēka darbības virzienu. Vilkt virvi, kas iet no augšas, bieži ir ērtāk nekā vilkt virvi, kas iet no apakšas.

Ja slodzes masa, kas piesaistīta vienam virves galam, kas izmests virs fiksētā bloka, ir m, tad, lai to paceltu, virves otram galam jāpieliek spēks F, kas vienāds ar:

ar nosacījumu, ka berzes spēks blokā netiek ņemts vērā. Ja ir jāņem vērā berze blokā, tad tiek ieviests pretestības koeficients (k), tad:

Bloka nomaiņa var kalpot kā vienmērīgs nekustīgs atbalsts. Virs šāda balsta tiek izmesta virve (virve), kas slīd gar balstu, bet berzes spēks palielinās.

Fiksētā vienība nedod darba ieguvumu. Ceļi, kas šķērso spēku pielikšanas punktus, ir vienādi, vienādi ar spēku, tāpēc vienādi ar darbu.

Lai iegūtu stiprības pieaugumu, izmantojot fiksētus blokus, tiek izmantota bloku kombinācija, piemēram, dubultā bloks. Kad blokiem jābūt atšķirīgiem diametriem. Tie ir savstarpēji nekustīgi savienoti un ir uzstādīti uz vienas ass. Katram blokam ir pievienota virve, lai to varētu satīt uz bloka vai no tā, neslīdot. Spēku pleci šajā gadījumā būs nevienlīdzīgi. Divkāršais bloks darbojas kā svira ar dažāda garuma pleciem. 2. attēlā parādīta dubultā blokshēma.

Sviras līdzsvara nosacījums 2. attēlā būs formula:

Divvienība var pārveidot jaudu. Pieliekot mazāku spēku virvei, kas aptinta ap liela rādiusa bloku, tiek iegūts spēks, kas iedarbojas uz virves pusi, kas aptinta ap mazāka rādiusa bloku.

Kustīgs bloks ir bloks, kura ass pārvietojas kopā ar kravu. Att. 2 pārvietojamu bloku var uzskatīt par sviru ar dažāda lieluma pleciem. Šajā gadījumā punkts O ir sviras balsts. OA ir spēka plecs; OB ir spēka plecs. Apsvērsim attēlu. 3. Spēka plecs ir divas reizes lielāks nekā spēka plecs, tāpēc līdzsvara nodrošināšanai ir nepieciešams, lai spēka F lielums būtu divas reizes mazāks nekā spēka P modulis:

Var secināt, ka ar pārvietojama bloka palīdzību mēs iegūstam spēku divreiz. Kustīgā bloka līdzsvara stāvokli, neņemot vērā berzes spēku, raksta šādi:

Ja mēģināt ņemt vērā berzes spēku blokā, ievadiet bloka pretestības koeficientu (k) un iegūstiet:

Dažreiz tiek izmantota kustamā un fiksētā bloka kombinācija. Šajā kombinācijā ērtībai tiek izmantota fiksēta vienība. Tas nedod spēka pieaugumu, bet ļauj mainīt spēka virzienu. Mobilo vienību izmanto, lai mainītu pielietotā spēka lielumu. Ja virves gali, kas pārklāj bloku, veido vienādus leņķus ar horizontu, tad spēka, kas ietekmē slodzi, attiecība pret ķermeņa svaru ir vienāda ar bloka rādiusa un loka hordas attiecību, kuru virve pārklāj. Ja virves ir paralēlas, kravas pacelšanai nepieciešamais spēks būs divreiz mazāks par paceļamās kravas svaru.

Mehānikas zelta likums

Vienkārši darba iegūšanas mehānismi to nedara. Cik iegūstam spēku, tikpat reizes zaudējam arī distancē. Tā kā darbs ir vienāds ar nobīdes spēka skalāro rezultātu, tāpēc tas netiks mainīts, lietojot pārvietojamus (kā arī nekustīgus) blokus.

Formulas veidā "zelta likumu" var uzrakstīt šādi:

kur ir ceļš, pa kuru iet spēka pielietošanas punkts, - ceļš, pa kuru pārvietojas spēka pielietošanas punkts.

Zelta likums ir vienkāršākais enerģijas saglabāšanas likuma formulējums. Šis noteikums attiecas uz gadījumiem, kad mehānismi pārvietojas vienmērīgi vai gandrīz vienādi. Virvju galu translatīvās kustības attālumi ir saistīti ar bloku (un) rādiusu kā:

Mēs to iegūstam, lai izpildītu “zelta likumu” par divkāršu bloku, ir nepieciešams, lai:

Ja spēki ir līdzsvaroti, bloks balstās vai pārvietojas vienmērīgi.

Problēmu risināšanas piemēri

1. PIEMĒRS

2. PIEMĒRS