Bloklar yükleri kaldırmak için kullanılır. Blok, kafes içine monte edilmiş oluklu bir tekerlektir. Kanal oluğundan bir ip, kablo veya zincir geçirilir. sabit  ekseni sabit olan böyle bir blok derler ve malları kaldırırken yükselmez veya düşmez (Şekil 1, a, b).

Sabit blok, uygulanan kuvvetlerin omuzlarının tekerleğin yarıçapına eşit olduğu eşit bir kol olarak kabul edilebilir. Bu nedenle, momentler kuralından hareketsiz bloğun yürürlükte bir kazanç sağlamayacağını takip eder. Gücün yönünü değiştirmenizi sağlar.

Şekil 2, a, b’yi göstermektedir hareketli blok  (bloğun ekseni yük ile birlikte yükselir ve düşer). Böyle bir blok ani eksen O etrafında döner. Bunun için moment kuralı forma sahip olacaktır.

Böylece, hareketli birim iki kez yürürlükte olan bir kazanç sağlar.

Genellikle pratikte, sabit bir bloğun hareketli bir bloğun bir kombinasyonu kullanılır (Şekil 3). Sabit ünite sadece kolaylık içindir. Kuvvet yönünü değiştirerek, örneğin yükü yerde kaldırarak kaldırmasını sağlar.

Cihaz açıklaması

Blok, bir halat veya zincir için çevresi etrafında bir yiv bulunan, kendi ekseni etrafında serbestçe dönebilen, basit bir mekanizmadır. Bununla birlikte, bir ağaç dalı üzerine atılmış bir ip de bir ölçüde bloktur.

Neden bloklara ihtiyacımız var?

Tasarımlarına bağlı olarak, bloklar uygulanan kuvvetin yönünü değiştirmenize izin verebilir (örneğin, bir ağaç dalından atılmış bir ipin üzerine asılı belirli bir yükü kaldırmak için, ipin diğer ucunu aşağıya ... ya da yana doğru çekmeniz gerekir). Aynı zamanda, bu ünite gücü kazanmayacak. Bu tür bloklar denir sabitçünkü bloğun dönme ekseni sabit bir şekilde sabitlenmiştir (tabii ki dal kırılmazsa). Bu tip bloklar kolaylık sağlamak için kullanılır. Örneğin, bir yükü yüksekliğe kaldırırken, bloğun üzerine yük atılmış bir halat çekmek çok daha kolaydıraşağı Vücudunun ağırlığını üste durmakta ve ipi kullanarak yükü çekmekte.

Ek olarak, yalnızca uygulanan kuvvetin yönünü değiştirmenize izin vermekle kalmaz, aynı zamanda kuvvet kazanır. Bu blok denir seyyar  ve hareketli birimin tam tersi şekilde çalışır.

Kuvvetli bir kazanç elde etmek için, halatın bir ucunu sıkıca sabitlemek gerekir (örneğin bir branda bağlamak). Daha sonra, yüke asılmış bir oluğu olan bir tekerlek halat üzerine monte edilmiştir (bu, yükü taşıyan tekerlek halatımız boyunca serbestçe hareket edebilecek şekilde yapılmalıdır).Şimdi, ipin serbest ucunu yukarı çekerek, yüke sahip olan bloğun da yükselmeye başladığını göreceğiz.

Yükü bu şekilde kaldırmak için harcamamız gereken çaba, ünite ile birlikte yükün ağırlığından yaklaşık 2 kat daha az olacaktır. Maalesef, bu tip blok geniş bir aralıkta kuvvet yönünün değiştirilmesine izin vermez, bu nedenle genellikle sabit (sert bir şekilde sabitlenmiş) blok ile birlikte kullanılır.

Deneyimin açıklaması

İlk başta, video sabit bir bloğun hareket prensibini gösterir: aynı kütleli yükler sert bir şekilde sabit bir bloktan asılırken, blok dengededir. Ancak, avantaj büyük bir şekilde başlar başlamaz, sadece bir kilo daha verin.

Ayrıca, hareketli ve sabit bir blok sistemi kullanarak, her iki taraftan askıya alınmış optimum ağırlık sayısını seçerek bir denge durumu elde etmeye çalışıyoruz. Sonuç olarak, hareketli bloktan asılan ağırlıkların sayısı, ipliğin serbest ucundan asılan ağırlıkların iki katı kadar olduğunda blok dengelenir.

Böylece, sonucuna varabiliriz mobil blok gücü iki katına çıkarır.

Bu ilginç

Hareketli ve sabit blokların araba dişlilerinde yaygın olarak kullanıldığını biliyor musunuz? Ek olarak, bloklar inşaatçılar tarafından büyük ve küçük yükleri kaldırmak için kullanılır (kuyu veya kendileri. Örneğin, binaların dış cephelerini onarırken, inşaatçılar genellikle katlar arasında hareket edebilen bir beşikte çalışırlar. Sadece kendi gücünü kullanarak, bir kat daha yüksek). Bloklar, montajlarının basitliği ve onlarla çalışmanın kolaylığı nedeniyle çok yaygındır.

Şimdilik, bloğun ve kablonun kütlesinin yanı sıra bloktaki sürtünmenin de ihmal edilebileceğini varsayıyoruz. Bu durumda, kablo gerilme kuvveti, tüm parçalarında aynı sayılabilir. Ek olarak, kabloyu uzayamaz olarak değerlendireceğiz ve kütlesi önemsiz.

Sabit blok

Sabit blok kuvvetin yönünü değiştirmek için kullanılır. Şek. 24.1, a, kuvvet yönünü tersine çevirmek için sabit bloğun nasıl kullanılacağını gösterir. Bununla birlikte, onun yardımıyla gücün yönünü istediğiniz gibi değiştirebilirsiniz.

Güç yönünü 90 ° döndürebileceğiniz sabit bir blok kullanarak bir şema çizin.

Sabit bir blok kuvvet kazanır mı? Bunu, şekil 2'de gösterilen örneği kullanarak düşünün. 24.1 a. Kablo, balıkçı tarafından kablonun serbest ucuna uygulanan kuvvet tarafından çekilir. Kablo gerilim kuvveti kablo boyunca sabit kalır, bu nedenle kablo tarafından yük (balık) aynı modulo kuvvetinden etkilenir. Bu nedenle, sabit bir blok güç kazanımı sağlamaz.

Sabit bir ünite kullanıldığında, yük, balıkçıya kuvvet uyguladığı kablonun ucu düştüğü kadar yükselir. Bu, sabit bir blok kullanarak, yolda kazanmadığımız veya kaybetmediğimiz anlamına gelir.

Hareketli birim

Deneyimi koymak

Bir hafif hareketli blok yardımıyla bir yükü kaldırırken, sürtünmenin düşük olması durumunda, yükü kaldırmak için yükün ağırlığından yaklaşık 2 kat daha az bir kuvvet uygulanmasının gerekli olduğunu unutmayın (Şekil 24.3). Böylece, hareketli birim 2 kat daha fazla güç kazanır.

Şek. 24.3. Mobil cihazı kullanırken 2 kat güç kazanırız, ancak aynı sayıda yolda kaybederiz

Bununla birlikte, kuvvetli çifte kazanç için, aynı zararı yolda ödemeniz gerekir: yükü kaldırmak için, örneğin 1 m, blok üzerinden atılan kablonun ucunu 2 m yükseltmeniz gerekir.

Hareketli bloğun sağlamlıkta iki kat kazanç sağladığı gerçeği, deneyime başvurmadan kanıtlanabilir (“Hareketli blok neden güçte iki kat kazanç sağlar?” Bölümüne bakın).

blok  bir ip, kablo veya zincirin geçtiği oluklu tekerlek şeklinde bir cihazdır. İki ana tip blok vardır - hareketli ve hareketsiz. Sabit bir bloğun ekseni sabittir ve yükleri kaldırırken yükselmez veya düşmez (Şekil 54), ancak hareketli bir blok için eksen yükle birlikte hareket eder (Şekil 55).

Sabit blok, mukavemet kazancı sağlamaz.  Kuvvetin yönünü değiştirmek için kullanılır. Bu nedenle, örneğin, böyle bir bloğun üzerine atılmış bir ipe aşağı doğru bir kuvvet uygulayarak, yükü yükselmeye zorlarız (bkz. Şekil 54). Hareketli ünite ile durum farklıdır. Bu blok, kuvveti 2 kat daha büyük olan kük bir kuvvetle dengelemenizi sağlar. Bunu kanıtlamak için Şekil 56'ya dönüyoruz. F kuvveti uygulayarak, bloğu O noktasından geçen bir eksen etrafında döndürmeye çalışıyoruz. Bu kuvvetin momenti, ürün F'ye eşittir, burada l, F kuvvetinin omuzudur, OB biriminin çapına eşittir. Aynı zamanda, P ağırlığına sahip bloğa bağlı bir yük, P kuvvetinin omzunun, blok OA'nın yarıçapına eşit olan eşit bir moment yaratır. Momentlerin kuralına göre (21.2)

kanıtlamak için gerektiği gibi.

P / F \u003d 2 olduğu formül (22.2) 'den takip edilir. mobil birim kullanılarak elde edilen yürürlükte olan kazanım 2. Şekil 57'de gösterilen deney bu sonucu doğrulamaktadır.

Uygulamada, hareketli bir bloğun sabit bir blok ile bir kombinasyonu sıklıkla kullanılır (Şekil 58). Bu, kuvvet yönünü aynı anda iki kat kazançla değiştirmenizi sağlar.

Gücünde daha büyük bir kazanç elde etmek için, denilen bir kaldırma mekanizması kasnak bloğu. Yunanca “polyspast” kelimesi iki kökten oluşur: “poly” - çok ve “spao” - Çekiyorum, genel olarak “multi-pull” çıkıyor.

Polisakast, biri üç sabit bloktan ve diğer üç hareketli bloktan oluşan iki klipsin bir birleşimidir (Şek. 59). Hareketli blokların her biri çekme kuvvetini ikiye katladığından, genel olarak, zincirli vinç, mukavemetinde altı kat kazanç sağlar.

1. Hangi iki tip bloğu tanıyorsunuz? 2. Mobil ünite ile sabit ünite arasındaki fark nedir? 3. Sabit blok hangi amaçla kullanılır? 4. Neden hareketli bir ünite kullanıyorsunuz? 5. Zincirli vinç nedir? Güç olarak ne kazanıyor?

Bloklar basit mekanizmalar olarak sınıflandırılır. Kuvvetleri dönüştürmeye yarayan bu cihazların grubunda, bloklara ek olarak bir kol, eğimli bir düzlem bulunur.

BELİRLENMESİ

blok  - sabit bir eksen etrafında dönme yeteneğine sahip sağlam bir gövde.

Bloklar, içinden bir ipin (gövde, ip, zincir) geçtiği bir yiv bulunan diskler (tekerlekler, düşük silindirler, vb.) Şeklinde yapılır.

Sabit, sabit eksenli bir bloktur (Şekil 1). Bir yükü kaldırırken hareket etmiyor. Sabit blok, eşit omuzlara sahip bir kol olarak kabul edilebilir.

Bloğun dengesi şartı, kendisine uygulanan kuvvet momentlerinin dengesi koşuludur:

İpliklerin gerilme kuvvetleri aşağıdakilere eşit ise, Şekil 1'deki blok denge halinde olacaktır:

Çünkü bu güçlerin omuzları aynıdır (OA \u003d OV). Sabit bir ünite mukavemet kazancı sağlamaz, ancak kuvvetin hareket yönünü değiştirmenize izin verir. Yukarıdan gelen ipin çekilmesi, aşağıdan gelen ipin çekilmesinden genellikle daha uygundur.

Sabit bloğun üzerine atılan halatın bir ucuna bağlı yükün kütlesi m ise, kaldırmak için, ipin diğer ucuna eşit bir F kuvveti uygulanmalıdır:

bloktaki sürtünme kuvvetini hesaba katmamamız şartıyla. Bloktaki sürtünmeyi dikkate almak gerekirse, direnç katsayısı (k) eklenir, ardından:

Bir blok değişimi, yumuşak, hareketsiz bir destek işlevi görebilir. Destek boyunca kayan böyle bir desteğin üzerine bir ip (halat) atılır, ancak sürtünme kuvveti artar.

Sabit blok işte bir kazanç sağlamaz. Kuvvet uygulama noktalarından geçen yollar, kuvvete eşit, dolayısıyla çalışmaya eşit.

Kuvvetli bir kazanç elde etmek için, sabit bloklar kullanarak, bir çift blok gibi bir blok kombinasyonu kullanılır. Blokların farklı çaplara sahip olması gerektiğinde. Kendi aralarında hareketsizce bağlanırlar ve tek bir eksene monte edilirler. Her bloğa bir halat takılır, böylece blok kaymadan açılabilir veya çıkarılabilir. Bu durumda güçlerin omuzları eşitsiz olacaktır. Çift blok, farklı uzunluklarda omuzlara sahip olan bir kaldıraç görevi görür. Şekil 2, bir çift blok şemasını göstermektedir.

Şekil 2'deki kol için denge koşulu aşağıdaki gibi olacaktır:

İkili ünite gücü dönüştürebilir. Büyük yarıçaplı bir bloğun etrafına sarılmış bir ipe daha az kuvvet uygulanarak, daha küçük yarıçaplı bir bloğun etrafına sarılmış ipin yanına etki eden bir kuvvet elde edilir.

Hareketli bir blok, ekseni yükle birlikte hareket eden bir bloktur. Şek. 2 hareketli blok, farklı boyutlarda omuzlara sahip bir kol olarak kabul edilebilir. Bu durumda, O noktası kolun dayanak noktasıdır. OA gücün omuzudur; OB gücün omuzudur. Pic düşünelim. 3. Kuvvetin omzu, kuvvetin omzundan iki kat daha büyüktür, bu nedenle, denge için, kuvvetin büyüklüğünün, kuvvet kuvvetinin P modülünden iki kat daha az olması gerekir:

Hareketli bir blok yardımıyla iki kez yürürlüğe gireceğimiz sonucuna varabiliriz. Hareketli bloğun sürtünme kuvveti hesaba katılmadan denge koşulu şöyle yazılır:

Bloktaki sürtünme kuvvetini dikkate almaya çalışırsanız, blok (k) 'nin direnç katsayısını girin ve şunu alın:

Bazen hareketli ve sabit bir bloğun bir kombinasyonu kullanılır. Bu kombinasyonda, kolaylık sağlamak için sabit bir ünite kullanılır. Güçte bir kazanç sağlamaz, ancak gücün yönünü değiştirmenize izin verir. Mobil birim, uygulanan kuvvetin büyüklüğünü değiştirmek için kullanılır. Bloğu kaplayan ipin uçları ufuk ile aynı açıları yaparsa, yükü vücut ağırlığına etkileyen kuvvet oranı, blok yarıçapının ipin kapladığı ark akoruna oranına eşittir. Halatların paralel olması durumunda, yükü kaldırmak için gereken kuvvet, kaldırılacak yükün ağırlığından iki kat daha az gerekecektir.

Mekaniğin Altın Kuralı

İşteki kazancın basit mekanizmaları yoktur. Ne kadar güç kazanırsak, uzaktan aynı sayıda kaybederiz. İş, yer değiştirmeyle kuvvetin skaler ürününe eşit olduğu için, hareketli (hem de hareketsiz) bloklar kullanıldığında değişmez.

Formül şeklinde "altın kural" şu şekilde yazılabilir:

kuvvet uygulama noktasının geçtiği yol - kuvvet uygulama noktasının geçtiği yol.

Altın kural, enerjinin korunumu yasasının en basit formülasyonudur. Bu kural, tek biçimli veya neredeyse tek biçimli mekanizma hareketi durumları için geçerlidir. Halatların uçlarının translasyonel hareketinin mesafeleri, blokların (ve) yarıçapları ile ilişkilidir:

Bunu bir çifte blok için “altın kuralı” yerine getirmek için almamız gerekir:

Güçler dengeli ise, blok eşit olarak durur veya hareket eder.

Problem çözme örnekleri

ÖRNEK 1

ÖRNEK 2