Koja je korist od fiksnog bloka. Koja je razlika između pokretnog bloka i fiksnog bloka? Pojedinačni pokretni blokovi

Za sada ćemo pretpostaviti da se masa bloka i sajle, kao i trenje u bloku, mogu zanemariti. U ovom slučaju, sila napetosti kabela može se smatrati istom u svim njegovim dijelovima. Osim toga, pretpostavit ćemo da je kabel neistegljiv, a njegova masa zanemariva.

Fiksni blok

Fiksni blok se koristi za promjenu smjera sile. Na sl. 24.1a pokazuje kako koristiti fiksni blok za promjenu smjera sile u suprotan. Međutim, uz njegovu pomoć možete mijenjati smjer sile kako želite.

Nacrtajte dijagram upotrebe fiksnog bloka koji se može koristiti za rotiranje smjera sile za 90°.

radi to fiksni blok dobiti na vlasti? Pogledajmo ovo pomoću primjera prikazanog na sl. 24.1, a. Sajla je zategnuta silom koju ribar primjenjuje na slobodni kraj sajle. Sila napetosti užeta ostaje konstantna duž užeta, stoga sa strane užeta ista sila djeluje na teret (ribu). Stoga, fiksni blok ne daje dobitak na snazi.

Kod korištenja fiksnog bloka, teret se podiže za onoliko koliko se spušta kraj sajle, na koji ribar djeluje silom. To znači da korištenjem fiksnog bloka ne pobjeđujemo niti gubimo usput.

Pomični blok

Stavimo iskustvo

Podižući teret uz pomoć laganog pokretnog bloka, primijetit ćemo da ako je trenje malo, tada je za podizanje tereta potrebno primijeniti silu koja je približno 2 puta manja od težine tereta (sl. 24.3). ). Dakle, pomični blok daje dobitak na snazi ​​2 puta.

Riža. 24.3. Kada koristimo pomični blok, dobivamo 2 puta na snazi, ali isto toliko gubimo na putu.

Međutim, dvostruki dobitak na snazi ​​mora se platiti istim gubitkom na putu: da bi se teret podigao, na primjer, za 1 m, potrebno je podići kraj sajle prebačen preko bloka za 2 m.

Činjenica da pokretni blok daje dvostruki dobitak na snazi ​​može se dokazati bez pribjegavanja iskustvu (pogledajte odjeljak "Zašto pokretni blok daje dvostruki dobitak na snazi?" u nastavku).

Bibliografski opis: Shumeiko A. V., Vetashenko O. G. Moderan izgled o jednostavnom mehanizmu "blok" koji se proučava iz udžbenika fizike za 7. razred // Mladi znanstvenik. 2016. №2. S. 106-113..07.2019).

Udžbenici fizike za 7. razred, kada proučavaju jednostavan blok mehanizam, tumače dobivanje pobjede na različite načine. sila pri dizanju tereta koristeći ovaj mehanizam, na primjer: Periškinov udžbenik A. B. pobijediti snaga postignuta sa pomoću kotača bloka, na koji djeluju sile poluge, i u Gendensteinovom udžbeniku L. E. isti dobitak se dobiva sa pomoću užeta, koje je podvrgnuto napetosti užeta. Različiti udžbenici, različiti predmeti i različite sile - da bi pobijedio sila pri dizanju tereta. Stoga je svrha ovog članka traženje objekata i snaga, sa kroz koje se ostvaruju dobici sila, pri dizanju tereta jednostavnim blok mehanizmom.

Ključne riječi:

Prvo, upoznajmo se i usporedimo kako dobivaju dobitak na snazi, pri dizanju tereta jednostavnim blok mehanizmom, u udžbenicima fizike za 7. razred, za to ćemo staviti izvatke iz tekstova udžbenika, s istim pojmovima, za jasnoću, smjestit ćemo u tablicu.

Peryshkin A. V. Fizika. 7. razred. § 61. Primjena pravila ravnoteže poluge na blok, str. 180–183.	Gendenstein L. E. Fizika. 7. razred. § 24. Jednostavni mehanizmi, str. 188–196.
"Blok je kotačić s utorom, ojačan u držaču. Uže, sajla ili lanac provlače se duž oluka bloka. „Fiksni blok nazivaju takav blok čija je os nepomična i pri dizanju tereta ne diže se i ne spušta (slika 177). Fiksni blok se može smatrati jednakokrakom polugom, kod koje su krakovi sila jednaki polumjeru kotača (slika 178): OA=OB=r. Takav blok ne daje dobitak na snazi. (F1 = F2), ali vam omogućuje promjenu smjera sile".	“Daje li fiksni blok dobitak na snazi? ... na slici 24.1a, sajla je istegnuta silom koju ribar primjenjuje na slobodni kraj sajle. Sila zatezanja sajle ostaje konstantna duž sajle, dakle od strane sajle do tereta (riba ) djeluje ista modulo sila. Stoga, fiksni blok ne daje dobitak na snazi. 6. Kako mogu dobiti dobitak na snazi ​​uz pomoć fiksnog bloka? Ako osoba podiže sam kao što je prikazano na slici 24.6, tada je težina osobe ravnomjerno raspoređena na dva dijela kabela (na suprotnim stranama bloka). Dakle, osoba se podiže primjenom sile koja je upola manja od njegove težine.
« Pomični blok- ovo je blok, čija se os diže i spušta zajedno s teretom (slika 179). Slika 180 prikazuje polugu koja joj odgovara: O - uporište poluge, AO - krak sile P i OB - krak sile F. Budući da je OB krak 2 puta veći od OA kraka, tada je sila F 2 puta manja od sile P: F=P/2. Tako, pomični blok daje dobit usnaga 2 puta.	"5. Zašto pokretni blok daje dobitaksnaga udvaput? Kod jednolikog podizanja tereta, pomični blok se također jednoliko pomiče. To znači da je rezultanta svih sila primijenjenih na nju jednaka nuli. Ako se masa bloka i trenje u njemu mogu zanemariti, tada možemo pretpostaviti da na blok djeluju tri sile: težina tereta P, usmjerena prema dolje, i dvije identične sile napetosti kabela F, usmjerene prema gore. Kako je rezultanta ovih sila nula, onda je P = 2F, tj težina tereta je 2 puta veća od vlačne sile sajle. Ali sila zatezanja sajle samo je sila koja se primjenjuje prilikom podizanja tereta uz pomoć pomičnog bloka. Dakle, dokazali smo da pomični blok daje dobit u snaga 2 puta.
“Obično se u praksi koristi kombinacija fiksnog bloka s pomičnim (sl. 181). Fiksni blok se koristi samo radi praktičnosti. Ne daje dobitak na snazi, ali mijenja smjer sile, na primjer, omogućuje podizanje tereta stojeći na tlu. Sl.181. Kombinacija pokretnih i fiksnih blokova - lančana dizalica".	12. Slika 24.7 prikazuje sustav blokovi. Koliko ima pokretnih blokova, a koliko nepomičnih? Kakav dobitak na čvrstoći daje takav sustav blokova ako trenje i može li se masa blokova zanemariti? . Sl.24.7. Odgovor na stranici 240: “12.Tri pokretna bloka i jedan fiksni; 8 puta".

Rezimirajmo upoznavanje i usporedbu tekstova i slika u udžbenicima:

Dokazi dobivanja dobitka na snazi ​​u udžbeniku A. V. Peryshkina provode se na kotaču bloka, a djelujuća sila je sila poluge; pri dizanju tereta fiksni blok ne daje dobitak na snazi, a pomični blok daje dobitak na snazi ​​2 puta. Ne spominje se sajla na kojoj visi teret o fiksnom bloku i pokretnom bloku s teretom.

S druge strane, u udžbeniku L. E. Gendensteina, dokaz povećanja čvrstoće provodi se na sajli na kojoj visi teret ili pomični blok s teretom, a djeluje sila napetosti sajle; pri dizanju tereta fiksni blok može dati 2 puta povećanje snage, a poluga na blok kotaču se ne spominje u tekstu.

Potraga za literaturom koja opisuje povećanje snage pomoću kolotura i sajle dovela je do "Elementarnog udžbenika fizike" koji je uredio akademik G.S. Landsberg, u §84. jednostavni strojevi na stranicama 168–175 dani su opisi: „jednostruka remenica, dvostruka remenica, vrata, lančana dizalica i diferencijalna remenica“. Dapače, po svojoj konstrukciji, “dvostruki blok daje dobitak na snazi, pri dizanju tereta, zbog razlike u duljini polumjera blokova”, uz pomoć kojih se teret podiže, a “lančana dizalica - daje dobitak na snazi, pri dizanju tereta, zbog užeta na čijih nekoliko dijelova teret visi. Tako je bilo moguće saznati zašto daju dobitak na snazi, pri dizanju tereta, odvojeno blok i sajla (uže), ali nije bilo moguće saznati kako blok i sajla međusobno djeluju i prenose težinu tereta jedan prema drugom, budući da se teret može objesiti na sajlu, a sajla se baci preko bloka ili teret može visiti na bloku, a blok visi na sajli. Pokazalo se da je sila napetosti kabela konstantna i djeluje duž cijele duljine kabela, tako da će prijenos težine tereta kabela na blok biti na svakoj točki kontakta između kabela i bloka , kao i prijenos težine tereta obješenog na blok na kabel. Da bismo razjasnili interakciju bloka s kabelom, provest ćemo pokuse dobivanja povećanja čvrstoće pomičnim blokom, pri dizanju tereta, koristeći opremu školske učionice za fiziku: dinamometre, laboratorijske blokove i skup tereta u 1N (102 g). Započnimo eksperimente s mobilnim blokom, jer imamo tri različite verzije dobivanja dobitka na snazi ​​ovim blokom. Prva verzija je “Sl.180. Pokretni blok kao poluga s nejednakim ramenima "- udžbenik A. V. Peryshkina, drugi" Slika 24.5 ... dvije identične sile zatezanja kabela F ", - prema udžbeniku L. E. Gendensteina i na kraju treći" Slika 145. Polispast " . Podizanje tereta pokretnom stezaljkom lančane dizalice na više dijelova jednog užeta - prema udžbeniku Landsberg G.S.

Iskustvo broj 1. "Sl. 183"

Za provođenje eksperimenta br. 1, dobivanje dobitka u snazi ​​na pokretnom bloku "poluga s nejednakim ramenima OAB sl. 180" prema udžbeniku A. V. Peryshkina, na pokretnom bloku "sl. 183" položaj 1, nacrtajte polugu s nejednaka ramena OAB, kao na "sl. 180", i počnite dizati teret iz položaja 1 u položaj 2. U istom trenutku, blok počinje rotirati, suprotno od kazaljke na satu, oko svoje osi u točki A, i točki B - kraju poluge, preko koje se odvija podizanje, prelazi polukrug po kojem kabel obilazi pomični blok odozdo. Točka O - uporište poluge koju treba učvrstiti ide prema dolje, vidi "sl. 183" - pozicija 2, tj. poluga s nejednakim kracima OAB mijenja se kao poluga s jednakim kracima (točke O i B prolaze istim putevima) ).

Na temelju podataka dobivenih u eksperimentu broj 1 o promjenama položaja poluge OAB na pomičnom bloku pri dizanju tereta iz položaja 1 u položaj 2, možemo zaključiti da je prikaz pomičnog bloka kao poluge s nejednakim kracima. na “Slici 180” pri dizanju tereta, uz rotaciju bloka oko svoje osi, odgovara poluga s jednakim kracima, koja ne daje dobitak na snazi ​​pri dizanju tereta.

Započnimo pokus br. 2 pričvršćivanjem dinamometra na krajeve sajle na koju ćemo objesiti pomični blok s teretom težine 102 g, što odgovara sili teže od 1 N. Učvrstit ćemo jedan od krajeva sajle. sajle na ovjesu, a za drugi kraj sajle podići ćemo teret na pomični blok. Prije podizanja, očitanja oba dinamometra od po 0,5 N, na početku podizanja, očitanja dinamometra, za koji se dizanje odvija, promijenila su se na 0,6 N, i ostala su takva tijekom podizanja, nakon podizanja, očitanja su se vratila na 0,5 N. Očitanja dinamometra, fiksirana za fiksni ovjes, nisu se promijenila tijekom izrona i ostala su jednaka 0,5 N. Analizirajmo rezultate eksperimenta:

1. Prije podizanja, kada teret od 1 N (102 g) visi na pokretnom bloku, težina tereta se raspoređuje na cijeli kotač i prenosi na sajlu koja obilazi blok odozdo, cijelim polukrugom kotača. kotač.
2. Prije podizanja, očitanja oba dinamometra su po 0,5 N, što ukazuje na raspodjelu težine tereta od 1 N (102 g) na dva dijela sajle (prije i poslije bloka) ili da je sila zatezanja sajle 0,5 N, a jednaka je cijelom dužinom sajle (što je na početku, isto je i na kraju sajle) - obje ove tvrdnje su točne.

Usporedimo analizu pokusa br. 2 s verzijama udžbenika o postizanju povećanja snage za 2 puta pokretnim blokom. Počnimo s izjavom u Gendensteinovom udžbeniku L.E. "... da su tri sile primijenjene na blok: težina tereta P, usmjerena prema dolje, i dvije identične sile napetosti kabela usmjerene prema gore (Sl. 24.5)". Točnije bi bilo reći da je težina tereta na „sl. 14,5" raspoređen je na dva dijela sajle, prije i iza bloka, jer je sila zatezanja sajle jednaka jedan. Ostaje analizirati potpis pod "Sl. 181" iz udžbenika A. V. Peryshkin "Kombinacija pokretnih i fiksnih blokova - lančana dizalica". Opis uređaja i dobivanje dobitka na snazi, pri dizanju tereta, lančanom dizalicom dan je u Osnovnom udžbeniku fizike, ur. Lansberg G.S. gdje se kaže: „Svaki komad užeta između blokova djelovat će na pokretni teret silom T, a svi dijelovi užeta djelovat će silom nT, gdje je n broj pojedinačnih dijelova užeta. povezujući oba dijela bloka.” Ispada da ako na "Sl. 181" primijenimo dobitak na snazi ​​"užetom koje povezuje oba dijela" lančane dizalice iz Osnovnog udžbenika fizike G. Landsberga, tada opis dobitka na snazi ​​pomoću pomični blok na "Slici 179 i, prema tome, na slici 180" bila bi pogreška.

Nakon analize četiri udžbenika fizike možemo zaključiti da postojeći opis dobivanja prirasta na čvrstoći jednostavnim blok mehanizmom ne odgovara stvarnom stanju stvari te je stoga potreban novi opis rada jednostavnog blok mehanizma.

Jednostavan mehanizam za podizanje sastoji se od bloka i sajle (konopa ili lanca).

Blokovi ovog mehanizma za podizanje podijeljeni su na:

po dizajnu na jednostavne i složene;

prema načinu podizanja tereta na pokretne i nepokretne.

Počnimo naše upoznavanje s izgradnjom blokova s jednostavan blok, koji je kotač koji se okreće oko svoje osi, s utorom po obodu za sajlu (uže, lanac) sl. 1 i može se smatrati jednakokrakom polugom, u kojoj su krakovi sila jednaki polumjeru kotača: OA \u003d OB \u003d r. Takav blok ne daje dobitak na snazi, ali vam omogućuje promjenu smjera kretanja kabela (konopa, lanca).

dupli blok sastoji se od dva bloka različitih radijusa, kruto pričvršćenih zajedno i montiranih na zajedničkoj osi Sl.2. Polumjeri blokova r1 i r2 su različiti i pri dizanju tereta djeluju kao poluga s nejednakim kracima, a dobitak na snazi ​​bit će jednak omjeru duljina polumjera bloka većeg promjera prema blok manjeg promjera F = R·r1/r2.

kapija sastoji se od cilindra (bubnja) i na njega pričvršćene ručke, koja djeluje kao blok velikog promjera. Dobitak na čvrstoći koji daje ovratnik određen je omjerom polumjera kruga R koji opisuje ručka i polumjera cilindra r, na koji je namotano uže F = R r / R.

Prijeđimo na metodu podizanja tereta u blokovima. Prema opisu dizajna, svi blokovi imaju os oko koje se okreću. Ako je os bloka fiksna i ne diže se ili spušta pri dizanju tereta, tada se takav blok naziva fiksni blok, jednostavni blok, dvostruki blok, vrata.

Na kotrljajući blok osovina se podiže i spušta zajedno s teretom (slika 10) i namijenjena je uglavnom za otklanjanje pregiba sajle na mjestu ovjesa tereta.

Upoznajmo se s uređajem i načinom dizanja tereta.Drugi dio jednostavnog mehanizma za dizanje je sajla, uže ili lanac. Sajla je izrađena od čeličnih žica, uže je od niti ili niti, a lanac se sastoji od međusobno povezanih karika.

Načini ovjesa tereta i dobivanja dobitka na snazi, pri dizanju tereta, sajlom:

Na sl. 4, teret je fiksiran na jednom kraju kabela, a ako podignete teret na drugom kraju kabela, tada će za podizanje tog tereta biti potrebna sila malo veća od težine tereta, budući da je jednostavan blok dobitka na snazi ​​ne daje F = P.

Na sl. 5 teret podiže sam radnik za sajlu koja odozgo obilazi jednostavan blok, na jednom kraju prvog dijela sajle nalazi se sjedalo na kojem sjedi radnik, a na drugom dio sajle radnik podiže sam silom 2 puta manjom od svoje težine, jer je težina radnika bila raspoređena na dva dijela sajle, prvi - od sjedala do bloka, a drugi - od bloka u ruke radnika F \u003d P / 2.

Na slici 6. teret podižu dva radnika za dvije sajle, a težina tereta je ravnomjerno raspoređena između sajli i stoga će svaki radnik podizati teret snagom polovice težine tereta F = P / 2 .

Na sl. 7 radnici podižu teret koji visi na dva dijela jedne sajle i težina tereta je ravnomjerno raspoređena između dijelova te sajle (kao između dvije sajle) i svaki radnik će podići teret silom jednakom polovica težine tereta F = P / 2.

Na sl. 8. kraj sajle, za koji je jedan od radnika podigao teret, učvršćen je na fiksni ovjes, a težina tereta raspoređena je na dva dijela sajle, a kada radnik podiže teret drugim krajem sajle, sila kojom će radnik podići teret je dvostruko manja od težine tereta F = P / 2 i podizanje tereta će biti 2 puta sporije.

Na sl. 9, teret visi na 3 dijela jedne sajle, čiji je jedan kraj fiksiran i dobitak na snazi, pri dizanju tereta, bit će jednak 3, jer će težina tereta biti raspoređena na tri dijela. kabela F = P / 3.

Da bi se uklonila infleksija i smanjila sila trenja, na mjestu ovjesa tereta postavljen je jednostavni blok, a sila potrebna za podizanje tereta nije se promijenila, budući da jednostavni blok ne daje dobitak na snazi ​​na slici 10. i sl. 11. a sam blok će se zvati pokretni blok, budući da se os ovog bloka diže i spušta zajedno s opterećenjem.

Teoretski se teret može objesiti na neograničen broj dijelova jedne sajle, no u praksi su oni ograničeni na šest dijelova i takav mehanizam za podizanje naziva se lančana dizalica, koji se sastoji od fiksne i pomične kopče s jednostavni blokovi, koji se naizmjenično savijaju pomoću sajle, fiksirane na jednom kraju za fiksnu stezaljku, a teret se podiže pomoću drugog kraja sajle. Dobitak na snazi ​​ovisi o broju dijelova užeta između fiksne i pomične kopče, u pravilu je to 6 dijelova užeta i dobitak na čvrstoći je 6 puta.

U članku se razmatraju stvarne interakcije između blokova i sajle pri dizanju tereta. Postojeća praksa u određivanju da "fiksni blok ne daje dobitak na čvrstoći, a pomični blok daje dobitak na čvrstoći 2 puta" pogrešno je tumačila interakciju kabela i bloka u mehanizmu za podizanje i nije odražavala cijeli niz dizajna blokova, što je dovelo do razvoja jednostranih pogrešnih ideja o bloku. U usporedbi s postojećim količinama materijala za proučavanje jednostavnog blok mehanizma, obujam članka povećao se 2 puta, ali to je omogućilo jasno i razumljivo objašnjenje procesa koji se odvijaju u jednostavnom mehanizmu za podizanje ne samo studentima, već i učiteljima.

Književnost:

1. Peryshkin, A. V. Fizika, 7. razred: udžbenik / A. V. Peryshkin. - 3. izdanje, dod. - M .: Bustard, 2014., - 224 s,: ilustr. ISBN 978-5-358-14436-1. § 61. Primjena pravila ravnoteže poluge na blok, str. 181–183.
2. Gendenstein, L. E. Fizika. 7. razred. U 14 sati 1. dio. Udžbenik za obrazovne ustanove / L. E. Gendenshten, A. B. Kajdalov, V. B. Kozhevnikov; izd. V. A. Orlova, I. I. Roizen.- 2. izdanje, ispravljeno. - M.: Mnemosyne, 2010.-254 str.: ilustr. ISBN 978-5-346-01453-9. § 24. Jednostavni mehanizmi, str. 188–196.
3. Osnovni udžbenik fizike, uredio akademik G. S. Landsberg Svezak 1. Mehanika. Toplina. Molekularna fizika - 10. izdanje - M.: Nauka, 1985. § 84. Jednostavni strojevi, str. 168–175.
4. Gromov, S. V. Fizika: Zbornik radova. za 7 ćelija. opće obrazovanje institucije / S. V. Gromov, N. A. Rodina. - 3. izd. - M.: Prosvjetljenje, 2001.-158 s,: ilustr. ISBN-5-09-010349-6. §22. Blok, str. 55-57.

Ključne riječi: blok, dvostruki blok, fiksni blok, pokretni blok, lančana dizalica..

Napomena: U udžbenicima fizike za 7. razred, kada se proučava jednostavan mehanizam, blok tumači dobitak snage pri dizanju tereta pomoću ovog mehanizma na različite načine, na primjer: u udžbeniku A. V. Peryshkin, dobitak snage se postiže pomoću kotača bloka, na koji djeluju sile poluge, a u udžbeniku L. E. Gendenshteina isto se pojačanje dobiva pomoću sajle, na koju djeluje sila zatezanja sajle. Različiti udžbenici, različiti predmeti i različite sile – da dobijemo dobitak u snazi ​​pri dizanju tereta. Stoga je svrha ovog članka potraga za objektima i silama uz pomoć kojih se postiže dobitak na snazi ​​pri dizanju tereta jednostavnim blok mehanizmom.

Češće jednostavnih mehanizama koriste se za dobivanje snage. To jest, s manjom silom pomaknuti veću težinu u usporedbi s njom. Istovremeno, dobitak na snazi ​​se ne postiže "džaba". Cijena za to je gubitak udaljenosti, odnosno potreban je veći pokret nego bez upotrebe jednostavnog mehanizma. Međutim, kada su snage ograničene, "razmjena" udaljenosti za snagu je korisna.

Pokretni i fiksni blokovi su jedna od vrsta jednostavnih mehanizama. Osim toga, oni su modificirana poluga, koja je također jednostavan mehanizam.

Fiksni blok ne daje dobitak na snazi, jednostavno mijenja smjer svoje primjene. Zamislite da trebate podići težak teret uz pomoć užeta. Morat ćete ga povući. Ali ako koristite fiksni blok, tada ćete morati povući prema dolje, dok će se teret podići. U tom slučaju će vam biti lakše jer će potrebna snaga biti zbroj snage mišića i vaše težine. Bez upotrebe fiksnog bloka, morala bi se primijeniti ista sila, ali bi se to postiglo isključivo zahvaljujući snazi ​​mišića.

Fiksni blok je kotač s utorom za uže. Kotač je fiksan, može se okretati oko svoje osi, ali se ne može pomicati. Krajevi užeta (sajla) vise, na jedan je pričvršćen teret, a na drugi djeluje sila. Ako kabel povučete prema dolje, teret raste.

Budući da nema dobitka na snazi, nema ni gubitka na udaljenosti. Na kojoj udaljenosti će se dizati teret, toliko se uže mora spustiti.

Korištenje kotrljajući blok daje dvostruko povećanje snage (idealno). To znači da ako je težina tereta F, onda da bi se podigao, mora se primijeniti sila F / 2. Pokretni blok sastoji se od istog kotača s utorom za kabel. Međutim, jedan kraj sajle je ovdje fiksiran, a kotač je pomičan. Kotač se kreće s teretom.

Težina tereta je sila usmjerena prema dolje. Uravnotežen je dvjema silama prema gore. Jedan nastaje nosačem na koji se pričvrsti sajla, a drugi povlačenjem sajle. Napetost sajle je jednaka na obje strane, što znači da je težina tereta ravnomjerno raspoređena između njih. Stoga je svaka od sila 2 puta manja od težine tereta.

U stvarnim situacijama dobitak na snazi ​​manji je od 2 puta, budući da se sila dizanja djelomično "troši" na težinu užeta i bloka, kao i na trenje.

Pokretni blok, dajući gotovo dvostruko povećanje snage, daje dvostruki gubitak udaljenosti. Da bi se teret podigao na određenu visinu h, užad sa svake strane bloka mora se smanjiti za tu visinu, odnosno ukupno se dobije 2h.

Obično se koriste kombinacije fiksnih i pokretnih blokova - lančane dizalice. Oni vam omogućuju da dobijete dobitak u snazi ​​i smjeru. Što je više pokretnih blokova u lančanoj dizalici, to je veći dobitak na snazi.

Izraz "blok" znači neki mehanički uređaj, koji je valjak, koji je učvršćen na okomitoj osi. Ovaj se valjak može slobodno kretati ili obrnuto - kruto je fiksiran. Pojednostavimo definiciju – ako se os rotacije valjka pomiče u prostoru, tada je blok pomičan. Valjak ima utor u koji je umetnuto uže ili sajla. Slika ispod pokazuje izgled blok.

Ako je valjak fiksiran, na primjer, na stropu, to je fiksni blok. Ako se valjak kreće s teretom, on je pokretni blok. U općenitom smislu, jedina razlika je ovo.

Smisao korištenja pomičnog bloka je dobivanje snage pri dizanju ili pomicanju tereta i fizičkih tijela. Fiksni blok ne daje dobit, međutim, često uvelike pojednostavljuje kretanje tijela i koristi se u sustavima zajedno s pomičnim blokom.

Korištenje pokretnih i fiksnih blokova

Blok sustav je sveprisutan. To su dizalice i razne uređaje za premještanje tereta u garaži, pa čak i pogonske remene u modernom automobilu. Često se blok koristi čak i bez jasnog razumijevanja da je to isti mehanizam.

Sigurno ste na gradilištima vidjeli pomične kotače pričvršćene na gornjim katovima kuće u izgradnji. Konop ili lanac se prebacuje preko takvog kotača i radnik, pričvrstivši kantu u prizemlju, podiže je na potkrovlje pomicanjem užeta. Ovo je jednostavan primjer korištenja fiksnog bloka. Ako kanti dodate još jedan kotač, dobit ćete sustav blokova - pokretnih i stacionarnih.

Još jedan rjeđi primjer korištenja fiksnog bloka. Kad osoba izvlači auto iz blata omotavajući uže za vuču oko debla. To je učinjeno radi veće praktičnosti, jer će se vitlo za vuču lako zakačiti mali kraj kabel omotan oko debla. Od samog takvog bloka nema dobitka, a budući da se stablo ne okreće oko svoje osi, sila otpora povećava opterećenje.

Postoji puno primjera korištenja ovih jednostavnih mehanizama oko nas.

Najpoznatiji uređaj koji radi na principu blokova je lančana dizalica. Aktivno se koristi u mehanizmi za podizanje. Blok sustav smanjuje snagu i opći rad smanjuje se 4-8 puta.

Rješavanje problema s pokretnim i fiksnim blokovima

U problemima iz fizike često je potrebno odrediti koji će se ukupni dobitak u snazi ​​dobiti korištenjem blokova. Učenik se nudi složena shema gdje je nekoliko blokova različitih vrsta povezano u nizu.

Ključ rješenja takvih zadataka leži u sposobnosti razumijevanja interakcije tih uređaja. Svaki se blok izračunava zasebno i zatim dodaje ukupnoj formuli. Formula za izračun jer se cijeli zadatak sastavlja prema shemi koju je učenik nacrtao čitajući uvjet.

Za bolje razumijevanje takvih problema treba imati na umu da blok je vrsta poluge. Dobivena sila uzrokuje gubitak udaljenosti (u slučaju pokretnog bloka).

Formula za izračun vrlo je jednostavna.

Za fiksni blok F=fmg, gdje je F sila, f koeficijent otpora bloka, m masa tereta, g gravitacijska konstanta. Drugim riječima, F je sila koja se mora primijeniti da se podigne, na primjer, kutija s tla pomoću fiksnog bloka. Kao što vidite, ovisnost je izravna i nema koeficijenta.

Za pokretni blok imamo dvostruki dobitak na snazi. Formula za izračun F=0,5fmg, gdje je slovne oznake slično gornjoj formuli. Sukladno tome, pri korištenju pomičnog bloka, takvu će kutiju mase m biti dvostruko lakše podići blokom nego samo vlastitim leđima.

imajte na umu da koeficijent otpora- ovo je otpor koji se javlja u bloku kada se uže kreće duž njega. Obično su te vrijednosti navedene u izjavi problema ili su tablične vrijednosti. Ponekad se u školskim zadacima ti koeficijenti potpuno izostavljaju i ne uzimaju u obzir.

Štoviše, to se ne smije zaboraviti ako se sila primjenjuje pod kutom, tada morate koristiti standardnu ​​metodu za izračunavanje trokuta sila. Ako je u zadatku navedeno da osoba vuče teret užetom koje je pod kutom od 30 stupnjeva u odnosu na liniju horizonta, onda to svakako treba uzeti u obzir i naznačiti na projektnoj shemi.

Izvješće o izvršenju istraživački zadatak

"Proučavanje sustava blokova koji daju dobitak na snazi ​​2, 3, 4 puta"

Učenici 7. razreda.

Srednja škola br. 76, Jaroslavlj

Tema rada: Proučavanje sustava blokova koji daju dobitak na snazi ​​2, 3, 4 puta.

Cilj rada: Primjenom blok sustava dobiva se dobitak u snazi ​​2, 3, 4 puta.

Oprema: pokretni i fiksni blokovi, tronošci, šape sa spojnicama, utezi, konop.

Plan rada:

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

Prikupiti i opisati instalacije - sustave blokova koji daju dobitak na čvrstoći 2, 3, 4 puta.

Analiza rezultata pokusa;

Zaključak

"Malo o blokovima"

U Moderna tehnologija mehanizmi za podizanje tereta su naširoko korišteni, nezamjenjivi sastavni dijelovi koji se mogu nazvati jednostavnim mehanizmima. Među njima su i najstariji izumi čovječanstva - blokovi. Starogrčki znanstvenik Arhimed olakšao je čovjeku rad, dajući mu dobitak na snazi ​​korištenjem svog izuma, te ga je naučio mijenjati smjer sile.

Blok je kotač s utorom po obodu za uže ili lanac, čija je os kruto pričvršćena za zid ili stropna greda. Uređaji za podizanje obično koriste ne jedan, već nekoliko blokova. Sustav blokova i kabela, dizajniran za povećanje nosivosti, naziva se lančana dizalica.

U nastavi fizike proučavamo pomični i nepomični blok. Uz pomoć fiksnog bloka možete promijeniti smjer sile. Pomični blok - smanjiti daje povećanje snage za 2 puta.Fiksni blokArhimed ju je smatrao jednakokrakom polugom. Moment sile koji djeluje na jednu stranu učvršćenog bloka jednak je momentu sile koji djeluje na drugu stranu bloka. Sile koje stvaraju te trenutke također su iste. I Arhimed je uzeo pomični blok za nejednaku polugu. Momenti sila djeluju u odnosu na središte rotacije, koji bi u ravnoteži trebali biti jednaki.

Crteži blokova:

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

U radu koristimo teret,čija je težina 4 N (Slika 3).

Riža. 3

Pomoću pokretnih i fiksnih blokova naš tim je montirao sljedeće instalacije:

Blok sustav koji daje dobitak na snazi ​​2 puta (Sl.4 i Sl.5).

U ovom sustavu blokova koriste se pokretni i fiksni blok. Takva kombinacija daje dvostruko povećanje snage. Stoga se na točku A mora primijeniti sila jednaka polovici težine tereta.

sl.4

sl.5

Fotografija (sl. 5) to pokazuje ovu instalaciju daje dobitak na snazi ​​za 2 puta, dinamometar pokazuje silu približno jednaku 2 N. Dva užeta dolaze iz tereta. Težina blokova se ne uzima u obzir.

Sustav blokova koji vam daje 3x povećanje snage . Sl.6 i Sl.7

U ovom sustavu blokova koriste se dva pomična i fiksni blok. Ova kombinacija daje dobitak na snazi ​​tri puta. Princip rada naše instalacije s višestrukošću od 3 (dobitak snage za faktor 3) izgleda kao što je prikazano na slici. Kraj užeta je pričvršćen za platformu, a zatim se uže baca preko fiksnog bloka. Još jednom - kroz pomični blok koji drži platformu s teretom. Zatim provučemo uže kroz drugi fiksni blok. Ova vrsta mehanizma daje dobitak na snazi ​​3 puta, ovo je čudna opcija. Koristimo jednostavno pravilo: koliko konopa dolazi od tereta, to je naš dobitak na snazi. U duljini užeta gubimo točno onoliko koliko ispadne dobitak na snazi.

sl.6

sl.7

sl.8

Fotografija (slika 8) pokazuje da dinamometar pokazuje silu od približno 1,5 N. Greška daje težinu pomičnog bloka i platforme. Od tereta su tri užeta.

Sustav blokova daje 4x povećanje snage .

U ovom sustavu blokova koriste se dva pomična i dva fiksna bloka. Ova kombinacija daje četverostruko povećanje snage. (Sl.9 i Sl.10).

Riža. 9

Sl.10

Fotografija (slika 10) pokazuje da ova instalacija daje dobitak na snazi ​​4 puta, dinamometar pokazuje silu približno jednaku 1 N. Postoje četiri užeta od tereta.

Zaključak:

Sustav pokretnih i fiksnih blokova, koji se sastoji od užadi i blokova, omogućuje vam da dobijete na efektivnoj snazi ​​uz gubitak dužine. Koristimo se jednostavnim pravilom - zlatnim pravilom mehanike: koliko konopa dolazi od tereta, to je naš dobitak na snazi. U duljini užeta gubimo točno onoliko koliko ispadne dobitak na snazi. Zahvaljujući ovom zlatnom pravilu mehanike, možete podizati teške terete bez puno napora.

Poznavajući ovo pravilo, možete stvoriti sustav blokova - lančanu dizalicu, omogućujući vam pobjedu u snazi ​​u n-ta količina jednom. Stoga se blokovi i blok sustavi naširoko koriste u raznim područjima našeg života. Ppokretni i fiksni blokovi naširoko se koriste u prijenosnim mehanizmima vozila. Osim toga, graditelji koriste blokove za podizanje velikih i malih tereta (Na primjer, prilikom popravka vanjske fasade zgrade, graditelji često rade u kolijevci koja se može kretati između katova. Po završetku rada na podu, radnici mogu brzo premjestiti kolijevku na kat iznad, koristeći samo vlastite snage). Blokovi su toliko rašireni zbog jednostavnosti njihove montaže i lakoće rada s njima.