Με τη βοήθεια ενός σταθερού μπλοκ, κερδίζουν σε δύναμη. Κινητή μονάδα. Ενιαίος σταθεροί όγκοι

Στη σύγχρονη τεχνολογία, οι μηχανισμοί ανύψωσης φορτίων χρησιμοποιούνται ευρέως για τη μεταφορά αγαθών σε εργοτάξια και επιχειρήσεις, τα απαραίτητα στοιχεία των οποίων είναι απλοί μηχανισμοί. Ανάμεσά τους είναι οι παλαιότερες εφευρέσεις της ανθρωπότητας: μπλοκ και μοχλός. Ο αρχαίος Έλληνας επιστήμονας Αρχιμήδης χαλάρωσε τη δουλειά του ανθρώπου, δίνοντάς του κέρδος σε δύναμη όταν χρησιμοποίησε την εφεύρεσή του και τον διδάσκει να αλλάξει την κατεύθυνση της δύναμης.

Ένα μπλοκ είναι ένας τροχός με μια αυλάκωση γύρω από έναν κύκλο για ένα σχοινί ή αλυσίδα του οποίου ο άξονας είναι σταθερά συνδεδεμένος με μια δέσμη τοίχου ή οροφής.

Οι συσκευές ανύψωσης συνήθως δεν χρησιμοποιούν ένα, αλλά αρκετά μπλοκ. Το σύστημα κυβόλιθων και καλωδίων που έχουν σχεδιαστεί για να αυξάνουν τη χωρητικότητα φορτίου ονομάζεται ανυψωτήρας αλυσίδας.

Το κινητό και σταθερό μπλοκ είναι οι ίδιοι αρχαίοι απλοί μηχανισμοί με τον μοχλό. Ήδη το 212 π.Χ., με τη βοήθεια αγκιστριών και λαβών που συνδέονται με τα μπλοκ, οι Συρακουσάνοι κατέλαβαν όπλα πολιορκίας από τους Ρωμαίους. Η κατασκευή στρατιωτικών οχημάτων και η υπεράσπιση της πόλης ήταν υπό την ηγεσία του Αρχιμήδη.

Το σταθερό τεμάχιο του Archimedes θεωρείται ίσος βραχίονας.

Η στιγμή της δύναμης που ασκείται στη μία πλευρά του μπλοκ είναι ίση με τη στιγμή της δύναμης που ασκείται στην άλλη πλευρά του μπλοκ. Οι δυνάμεις που δημιουργούν αυτές τις στιγμές είναι οι ίδιες.

Δεν υπάρχει κέρδος στη δύναμη, αλλά ένα τέτοιο μπλοκ σας επιτρέπει να αλλάξετε την κατεύθυνση της δύναμης, η οποία είναι μερικές φορές απαραίτητη.

Ο Αρχιμήδης πήρε το κινητό μπλοκ ως έναν άνισο μοχλό, δίνοντας κέρδος σε δύναμη 2 φορές. Σχετικά με το κέντρο περιστροφής, υπάρχουν στιγμές δυνάμεων που πρέπει να είναι ίσες στην ισορροπία.

Ο Αρχιμήδης μελέτησε τις μηχανικές ιδιότητες του κινητού μπλοκ και το έθεσε σε εφαρμογή. Σύμφωνα με τον Αθηναίο, "καταρτίστηκαν πολλές μέθοδοι για την εκτόξευση ενός γιγαντιαίου πλοίου που χτίστηκε από τον τυραννία των Συρακουσών Ιερό, αλλά ο μηχανικός Αρχιμήδης, με απλούς μηχανισμούς, κατόρθωσε να μεταφέρει το πλοίο με τη βοήθεια μερικών ανθρώπων." Ο Αρχιμήδης εφευρέθηκε ένα μπλοκ και ξεκίνησε ένα τεράστιο πλοίο πάνω του " .

Το μπλοκ δεν δίνει κέρδος στην εργασία, επιβεβαιώνοντας τον χρυσό κανόνα της μηχανικής. Αυτό μπορεί να επαληθευτεί εύκολα δίνοντας προσοχή στις αποστάσεις που διανύονται από το χέρι και το βάρος.

Τα αθλητικά ιστιοφόρα πλοία, όπως τα ιστιοφόρα πλοία του παρελθόντος, δεν μπορούν να κάνουν χωρίς μπλοκ κατά την τοποθέτηση και τη διαχείριση πανιών. Τα σύγχρονα πλοία χρειάζονται μπλοκ για να σηκώνουν σήματα, σκάφη.

Αυτός ο συνδυασμός κινητών και σταθερών μπλοκ σε ηλεκτροκίνητη σιδηροδρομική γραμμή για τη ρύθμιση της τάσης των συρμάτων.

Ένα τέτοιο σύστημα μπλοκ μπορεί να χρησιμοποιηθεί από ανεμόπτερα για να ανυψώσει τα οχήματα τους στον αέρα.

Έκθεση ανάθεσης έρευνας

"Η μελέτη ενός συστήματος μπλοκ που δίνουν κέρδος σε δύναμη 2, 3, 4 φορές"

Οι σπουδαστές βαθμού 7.

Δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης Νο 76, Yaroslavl

Θέμα εργασίας: Η μελέτη ενός συστήματος μπλοκ που δίνουν κέρδος σε δύναμη 2, 3, 4 φορές.

Σκοπός εργασίας: Χρησιμοποιώντας συστήματα μπλοκ, κερδίστε δύναμη 2, 3, 4 φορές.

Εξοπλισμός   κινητά και σταθερά μπλοκ, τρίποδα, πόδια συμπλέκτη, βάρη, σχοινιά.

Σχέδιο εργασίας:

Να μελετήσει το θεωρητικό υλικό με θέμα "Απλοί μηχανισμοί. Μπλοκ ";

Συλλέξτε και δώστε μια περιγραφή των εγκαταστάσεων - συστήματα μπλοκ που δίνουν κέρδος σε δύναμη 2, 3, 4 φορές.

Ανάλυση των αποτελεσμάτων του πειράματος.

Συμπέρασμα

"Λίγα λόγια για μπλοκ"

Στη σύγχρονη τεχνολογία, οι μηχανισμοί ανύψωσης χρησιμοποιούνται ευρέως, τα απαραίτητα συστατικά των οποίων μπορούν να ονομαστούν απλοί μηχανισμοί. Μεταξύ αυτών, οι παλαιότερες εφευρέσεις της ανθρωπότητας είναι μπλοκ. Ο αρχαίος Έλληνας επιστήμονας Αρχιμήδης χαλάρωσε τη δουλειά του ανθρώπου, δίνοντάς του κέρδος σε δύναμη όταν χρησιμοποίησε την εφεύρεσή του και τον διδάσκει να αλλάξει την κατεύθυνση της δύναμης.

Ένα μπλοκ είναι ένας τροχός με μια αυλάκωση γύρω από έναν κύκλο για ένα σχοινί ή αλυσίδα του οποίου ο άξονας είναι σταθερά συνδεδεμένος με μια δέσμη τοίχου ή οροφής. Οι συσκευές ανύψωσης συνήθως δεν χρησιμοποιούν ένα, αλλά αρκετά μπλοκ. Το σύστημα κυβόλιθων και καλωδίων που έχουν σχεδιαστεί για να αυξάνουν τη χωρητικότητα φορτίου ονομάζεται ανυψωτήρας αλυσίδας.

Στα μαθήματα φυσικής, μελετάμε ένα κινητό και ένα ακίνητο μπλοκ. Χρησιμοποιώντας το σταθερό μπλοκ, μπορείτε να αλλάξετε την κατεύθυνση της δύναμης. Ένα κινούμενο μπλοκ - μείωση δίνει κέρδος στη δύναμη κατά 2 φορές.Σταθερό μπλοκ  Ο Αρχιμήδης το θεώρησε ισότιμο. Η στιγμή της δύναμης που ασκείται σε μία πλευρά του σταθερού μπλοκ είναι ίση με τη στιγμή της δύναμης που ασκείται στην άλλη πλευρά του μπλοκ. Οι δυνάμεις που δημιουργούν αυτές τις στιγμές είναι οι ίδιες. Και το κινητό μπλοκ Αρχιμήδης πήρε για έναν άνισο μοχλό. Σχετικά με το κέντρο περιστροφής, υπάρχουν στιγμές δυνάμεων που πρέπει να είναι ίσες στην ισορροπία.

Σχέδια μπλοκ:

2. Συναρμολόγηση εγκαταστάσεων - συστήματα μπλοκ που δίνουν κέρδος σε ισχύ 2, 3 και 4 φορές.

Χρησιμοποιούμε φορτίο στην εργασία,το βάρος των οποίων είναι 4 Ν   (Σχήμα 3).

Το Σχ. 3

Χρησιμοποιώντας κινητά και σταθερά μπλοκ, η ομάδα μας συγκέντρωσε τις παρακάτω μονάδες:

Διπλό σύστημα μπλοκ   (Σχήμα 4 και σχήμα 5).

Αυτό το σύστημα μπλοκ χρησιμοποιεί κινητά και σταθερά μπλοκ. Ένας τέτοιος συνδυασμός δίνει κέρδος σε δύναμη δύο φορές. Ως εκ τούτου, πρέπει να εφαρμοστεί στο σημείο Α μια δύναμη ίση με το ήμισυ του βάρους του φορτίου.

Σχήμα 4

Εικ.5

Στη φωτογραφία (εικόνα 5) μπορεί να φανεί ότι αυτή η ρύθμιση δίνει κέρδος 2 φορές στη δύναμη, η δυναμόμετρο δείχνει δύναμη περίπου 2 Ν. Δύο σχοινιά προέρχονται από το φορτίο. Το βάρος των μπλοκ δεν λαμβάνεται υπόψη.

3-φορές σύστημα μπλοκ . Εικ. 6 και Σχ. 7

Σε αυτό το σύστημα μπλοκ χρησιμοποιούνται δύο κινητά και σταθερά μπλοκ. Ένας τέτοιος συνδυασμός δίνει ένα τριπλάσιο κέρδος στη δύναμη. Η αρχή της λειτουργίας της εγκατάστασης μας με πολλαπλότητα 3 (κέρδος σε ισχύ 3 φορές) μοιάζει με αυτή που φαίνεται στο σχήμα. Το άκρο του σχοινιού είναι προσαρτημένο στην πλατφόρμα, κατόπιν το σχοινί ρίχνεται μέσω ενός σταθερού μπλοκ. Για μια ακόμη φορά, μέσω του κινητού μπλοκ που συγκρατεί την πλατφόρμα με το φορτίο. Τότε τραβήξουμε το σχοινί σε ένα άλλο σταθερό μπλοκ. Αυτός ο τύπος μηχανισμού δίνει κέρδος σε ισχύ 3 φορές, είναι μια περίεργη επιλογή. Χρησιμοποιούμε έναν απλό κανόνα: πόσα σχοινιά προέρχονται από το φορτίο, όπως είναι το κέρδος μας στη δύναμη. Στο μήκος του σχοινιού χάνουμε ακριβώς όπως πολλές φορές πόσες φορές το κέρδος στη δύναμη είναι.

Εικ.6

Εικ. 7

Εικ. 8

Στη φωτογραφία (εικόνα 8), μπορεί να φανεί ότι η εξέδρα δείχνει δύναμη περίπου 1,5 Ν. Το σφάλμα δίνει το βάρος της κινούμενης μονάδας και της πλατφόρμας. Από το φορτίο έρχονται τρία σχοινιά.

4-πλάσιο σύστημα μπλοκ .

Αυτό το μπλοκ σύστημα χρησιμοποιεί δύο κινητά και δύο σταθερά μπλοκ. Ένας τέτοιος συνδυασμός δίνει ένα τετραπλάσιο κέρδος στη δύναμη. (Σχήματα 9 και 10).

Το Σχ. 9

Εικ. 10

Στη φωτογραφία (Εικ. 10) μπορεί να φανεί ότι αυτή η ρύθμιση δίνει κέρδος τεσσάρων φορές στη δύναμη, η δυναμόμετρο δείχνει δύναμη περίπου 1 Ν. Τέσσερα σχοινιά προέρχονται από το φορτίο.

Συμπέρασμα:

Το σύστημα των κινητών και σταθερών μπλοκ, που αποτελείται από σχοινιά και μπλοκ, σας επιτρέπει να κερδίσετε σε αποτελεσματική δύναμη με απώλεια του μήκους. Χρησιμοποιούμε έναν απλό κανόνα - τον χρυσό κανόνα της μηχανικής: πόσα σχοινιά προέρχονται από το φορτίο, αυτό είναι το κέρδος μας στη δύναμη. Στο μήκος του σχοινιού χάνουμε ακριβώς όπως πολλές φορές πόσες φορές το κέρδος στη δύναμη είναι. Χάρη σ 'αυτόν τον χρυσό κανόνα της μηχανικής, είναι δυνατό να ανυψώσουμε τα φορτία της μεγάλης μάζας χωρίς να καταβάλλουμε μεγάλες προσπάθειες.

Γνωρίζοντας αυτόν τον κανόνα, μπορείτε να δημιουργήσετε συστήματα μπλοκ - polyspast, τα οποία σας επιτρέπουν να κερδίζετε στην εξουσία στο νιο αριθμό των φορών. Επομένως, τα μπλοκ και τα συστήματα μπλοκ χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορους τομείς της ζωής μας. Pκινητά και σταθερά μπλοκ χρησιμοποιούνται ευρέως σε εργαλεία των αυτοκινήτων. Επιπλέον, οι μπλοκ χρησιμοποιούνται από τους οικοδόμους για την ανύψωση μεγάλων και μικρών φορτίων (Για παράδειγμα, κατά την επισκευή των εξωτερικών προσόψεων κτιρίων, οι οικοδόμοι εργάζονται συχνά σε μια βάση που μπορεί να μετακινηθεί μεταξύ των ορόφων.) Μετά την ολοκλήρωση των εργασιών στο πάτωμα, οι εργαζόμενοι μπορούν γρήγορα να μετακινήσουν τη βάση σε υψηλότερο πάτωμα ενώ μόνο η δική τους δύναμη). Τα μπλοκ είναι τόσο διαδεδομένα λόγω της απλότητας της συναρμολόγησης τους και της ευκολίας εργασίας μαζί τους.

4.1. Στατικά Στοιχεία

4.1.7. Μερικοί απλοί μηχανισμοί: μπλοκ

Οι συσκευές που έχουν σχεδιαστεί για να κινούν (ανυψώνουν, χαμηλώσουν) το φορτίο χρησιμοποιώντας τον τροχό και το νήμα που ρίχνεται επάνω του, στο οποίο εφαρμόζεται κάποια δύναμη, αποκαλούνται μπλοκ. Διαχωρισμός μεταξύ σταθερών και κινούμενων μπλοκ.

Τα μπλοκ έχουν σχεδιαστεί για να κινούν το φορτίο που ζυγίζει P → c χρησιμοποιώντας τη δύναμη F → που εφαρμόζεται στο σχοινί που ρίχνεται πάνω από τον τροχό.

Γιατί κάθε είδους μπλοκ  (ακίνητος και κινητός) ικανοποιείται η κατάσταση ισορροπίας:

d 1 F \u003d d 2 P,

όπου d 1 είναι ο ώμος της δύναμης F → που εφαρμόζεται στο σχοινί. d 2 - ο ώμος της δύναμης P → (το βάρος του φορτίου κινήθηκε με τη βοήθεια αυτής της μονάδας).

Στο σταθερό μπλοκ  (Εικ. 4.8) οι ώμοι των δυνάμεων F → και P → είναι οι ίδιοι και ίσοι με την ακτίνα του μπλοκ:

d1 \u003d d2 \u003d R,

Ως εκ τούτου, οι συντελεστές των δυνάμεων είναι ίσες μεταξύ τους:

F \u003d Ρ.

Το Σχ. 4.8

Χρησιμοποιώντας ένα σταθερό μπλοκ, ένα σώμα βάρους P → μπορεί να μετακινηθεί εφαρμόζοντας μια δύναμη F →, η τιμή της οποίας συμπίπτει με την τιμή του βάρους του φορτίου.

Στο κινητό μπλοκ (Εικ. 4.9), οι ώμοι των δυνάμεων F → και P → είναι διαφορετικοί:

d1 \u003d 2R και d2 \u003d R,

όπου d 1 είναι ο ώμος της δύναμης F → που εφαρμόζεται στο σχοινί. d 2 - ο ώμος της δύναμης P → (το βάρος του φορτίου κινήθηκε με τη βοήθεια αυτής της μονάδας),

Ως εκ τούτου, τα συστήματα των δυνάμεων υπακούουν στην ισότητα:

Το Σχ. 4.9

Χρησιμοποιώντας μια κινητή μονάδα, ένα σώμα βάρους P → μπορεί να μετακινηθεί εφαρμόζοντας μια δύναμη F →, η τιμή της οποίας είναι το μισό μέγεθος του βάρους του φορτίου.

Τα μπλοκ σας επιτρέπουν να μετακινήσετε το σώμα σε κάποια απόσταση:

• ένα σταθερό μπλοκ δεν δίνει κέρδος στη δύναμη. αλλάζει μόνο την κατεύθυνση της εφαρμοζόμενης δύναμης.
• η κινητή μονάδα δίνει κέρδος σε ισχύ 2 φορές.

Ωστόσο, και τα κινητά και τα σταθερά μπλοκ δεν δίνουν κέρδος  εργασία: πόσες φορές κερδίζουμε σε δύναμη, τόσες φορές χάνουμε σε απόσταση (τον "χρυσό κανόνα" της μηχανικής).

Παράδειγμα 22. Ένα σύστημα αποτελείται από δύο βάρους χωρίς βαρύτητα: ένα κινητό και ένα ακίνητο. Ένα φορτίο 0,40 kg αναρτάται από τον άξονα του κινούμενου συγκροτήματος και αγγίζει το δάπεδο. Μια ορισμένη δύναμη εφαρμόζεται στο ελεύθερο άκρο του σχοινιού που ρίχνεται πάνω από το σταθερό μπλοκ, όπως φαίνεται στο σχήμα. Υπό την επίδραση αυτής της δύναμης, το φορτίο αυξάνεται από μια κατάσταση ηρεμίας σε ύψος 4,0 m σε 2,0 s. Βρείτε το συντελεστή δύναμης που εφαρμόζεται στο σχοινί.

2 T → '+ P → \u003d m a →,

2 Τ '- mg \u003d m a,

a \u003d 2F - m gm.

Η διαδρομή που καλύπτεται από το φορτίο συμπίπτει με το ύψος της πάνω από την επιφάνεια του δαπέδου και σχετίζεται με το χρόνο της κίνησης t από τον τύπο

ή λαμβάνοντας υπόψη την έκφραση για την ενότητα επιτάχυνσης

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

Εκφράζουμε την επιθυμητή δύναμη από εδώ:

F \u003d m (ht2 + g2)

και υπολογίστε την αξία του:

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

Παράδειγμα 23. Ένα σύστημα αποτελείται από δύο βάρους χωρίς βαρύτητα: ένα κινητό και ένα ακίνητο. Κάποιο φορτίο αναρτάται από τον άξονα της σταθερής μονάδας όπως φαίνεται στο σχήμα. Κάτω από τη δράση μίας σταθερής δύναμης που ασκείται στο ελεύθερο άκρο του σχοινιού, το φορτίο αρχίζει να κινείται με σταθερή επιτάχυνση και κινείται προς τα πάνω σε απόσταση 3,0 m σε 2,0 s. Κατά τη διάρκεια της κίνησης του φορτίου, η εφαρμοζόμενη δύναμη αναπτύσσει μια μέση ισχύ 12 watts. Βρείτε τη μάζα του φορτίου.

Λύση. Οι δυνάμεις που δρουν στα κινούμενα και σταθερά μπλοκ παρουσιάζονται στο σχήμα.

Δύο δυνάμεις T → ενεργούν στο σταθερό μπλοκ από την πλευρά του σχοινιού (και στις δύο πλευρές του μπλοκ). υπό την επίδραση αυτών των δυνάμεων, η μεταφραστική κίνηση του μπλοκ απουσιάζει. Κάθε μία από αυτές τις δυνάμεις είναι ίση με τη δύναμη F → που εφαρμόζεται στο άκρο του σχοινιού:

Τρεις δυνάμεις δρουν επί του κινητού μπλοκ: δύο δυνάμεις τεντώματος σχοινιού Τ → '(και στις δύο πλευρές του συγκροτήματος) και το βάρος του φορτίου Ρ\u003e \u003d m g →; Κάτω από τη δράση των υποδεικνυόμενων δυνάμεων, το μπλοκ (μαζί με το φορτίο που αναρτάται από αυτό) κινείται με επιτάχυνση.

Γράφουμε τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα για το κινούμενο μπλοκ με τη μορφή:

2 T → '+ P → \u003d m a →,

ή σε προβολή πάνω σε άξονα συντεταγμένων που κατευθύνεται κάθετα προς τα πάνω,

2 Τ '- mg \u003d m a,

όπου Τ 'είναι η ενότητα της δύναμης εφελκυσμού του σχοινιού. m είναι η μάζα του φορτίου (μάζα της κινητής μονάδας με το φορτίο). το g είναι το μέτρο επιτάχυνσης ελευθέρας πτώσης. a - μονάδας επιτάχυνσης μονάδας (το φορτίο έχει την ίδια επιτάχυνση, οπότε θα μιλήσουμε για την επιτάχυνση του φορτίου).

Το μέτρο της τάσης του σχοινιού Τ 'είναι ίσο με το μέτρο της δύναμης Τ:

Επομένως, η μονάδα επιτάχυνσης του φορτίου καθορίζεται από την έκφραση

a \u003d 2F - m gm.

Από την άλλη πλευρά, η επιτάχυνση του φορτίου καθορίζεται από τον τύπο της διανυθείσας απόστασης:

όπου t είναι ο χρόνος κίνησης του φορτίου.

Ισότητα

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

σας επιτρέπει να πάρετε μια έκφραση για την ενότητα της εφαρμοζόμενης δύναμης:

F \u003d m (St2 + g2).

Το φορτίο κινείται ομοιόμορφα επιταχυνόμενο, έτσι το μέτρο της ταχύτητάς του καθορίζεται από την έκφραση

v \u003d at

και η μέση ταχύτητα είναι

\u003cV\u003e \u003d S t \u003d a t 2.

Η τιμή της μέσης ισχύος που αναπτύσσεται από την εφαρμοζόμενη δύναμη καθορίζεται από τον τύπο

\u003cΝ\u003e \u003d F \u003cν\u003e,

ή λαμβάνοντας υπόψη τις εκφράσεις για το μέτρο δύναμης και μέση ταχύτητα:

\u003cΝ\u003e \u003d ma (2S + g t2) 4 t.

Από εδώ εκφράζουμε την επιθυμητή μάζα:

m \u003d 4 t \u003cN\u003e α (2S + gt2).

Αντικαθιστάμε την έκφραση επιτάχυνσης στον τύπο που ελήφθη (a \u003d 2S / t2):

m \u003d 2 t 3 \u003cN\u003e S (2S + g t 2)

και υπολογίστε:

m \u003d 2 ⋅ (2,0) 3 ⋅ 12 3,0 (2 ⋅ 3,0 + 10 ⋅ (2,0) 2) ≈ 1,4 kg.

Προς το παρόν, υποθέτουμε ότι η μάζα του μπλοκ και του καλωδίου, καθώς και η τριβή στο μπλοκ, μπορεί να παραμεληθεί. Στην περίπτωση αυτή, η δύναμη εφελκυσμού του καλωδίου μπορεί να θεωρηθεί ως η ίδια σε όλα τα μέρη της. Επιπλέον, θα θεωρήσουμε το καλώδιο μη εκτάσιμο και η μάζα του είναι αμελητέα.

Σταθερό μπλοκ

Το σταθερό μπλοκ χρησιμοποιείται για την αλλαγή της κατεύθυνσης της δύναμης. Στο σχ. 24.1, α δείχνει πώς να χρησιμοποιήσετε το σταθερό μπλοκ για να αντιστρέψετε την κατεύθυνση της δύναμης. Ωστόσο, με τη βοήθειά του, μπορείτε να αλλάξετε την κατεύθυνση της δύναμης όπως θέλετε.

Σχεδιάστε ένα διάγραμμα χρησιμοποιώντας ένα σταθερό μπλοκ, με το οποίο μπορείτε να περιστρέψετε την κατεύθυνση της δύναμης κατά 90 °.

Μήπως ένα σταθερό μπλοκ δίνει κέρδος στη δύναμη; Σκεφτείτε αυτό χρησιμοποιώντας το παράδειγμα που φαίνεται στο σχ. 24.1 α. Το καλώδιο τραβιέται από τη δύναμη που ασκεί ο ψαράς στο ελεύθερο άκρο του καλωδίου. Η δύναμη εφελκυσμού του καλωδίου παραμένει σταθερή κατά μήκος του καλωδίου, επομένως από την πλευρά του καλωδίου το φορτίο (ψάρια) επηρεάζεται από την ίδια δύναμη modulo. Ως εκ τούτου, ένα σταθερό μπλοκ δεν δίνει κέρδος στη δύναμη.

Όταν χρησιμοποιείτε μια σταθερή μονάδα, το φορτίο αυξάνεται όσο το πέρας του καλωδίου πέφτει, στο οποίο ο ψαράς εφαρμόζει δύναμη. Αυτό σημαίνει ότι χρησιμοποιώντας ένα σταθερό μπλοκ, δεν κερδίζουμε ή χάνουμε στο δρόμο.

Κινητή μονάδα

Βάλτε την εμπειρία

Όταν ανυψώνουμε ένα φορτίο με τη βοήθεια ενός ελαφρού κινούμενου συγκροτήματος, παρατηρούμε ότι εάν η τριβή είναι χαμηλή τότε για να ανυψώσουμε το φορτίο είναι απαραίτητο να εφαρμόσουμε μια δύναμη που είναι περίπου 2 φορές μικρότερη από το βάρος του φορτίου (Εικ. 24.3). Έτσι, η κινητή μονάδα δίνει κέρδος σε ισχύ 2 φορές.

Το Σχ. 24.3. Όταν χρησιμοποιούμε την κινητή μονάδα, κερδίζουμε 2 φορές στη δύναμη, αλλά χάνουμε τον ίδιο αριθμό φορές στο δρόμο

Ωστόσο, για ένα διπλό κέρδος σε δύναμη θα πρέπει να πληρώσετε την ίδια απώλεια στο δρόμο: για να ανυψώσετε το φορτίο, για παράδειγμα, κατά 1 m, πρέπει να σηκώσετε το άκρο του καλωδίου που ρίχνεται πάνω από το μπλοκ κατά 2 m.

Το γεγονός ότι το κινούμενο μπλοκ δίνει ένα διπλό κέρδος δύναμης μπορεί να αποδειχθεί χωρίς να καταφύγει σε εμπειρία (βλ. Κάτω από την ενότητα "Γιατί το κινούμενο μπλοκ δίδει διπλό κέρδος στη δύναμη;").

Τις περισσότερες φορές, χρησιμοποιούνται απλοί μηχανισμοί για να αποκτήσουν δύναμη. Δηλαδή, με λιγότερη δύναμη κινούνται περισσότερο βάρος σε σύγκριση με αυτό. Επιπλέον, το κέρδος σε δύναμη δεν επιτυγχάνεται "δωρεάν". Η αποπληρωμή για αυτό είναι η απώλεια σε απόσταση, δηλαδή, πρέπει να κάνετε περισσότερη κίνηση από ό, τι χωρίς τη χρήση ενός απλού μηχανισμού. Ωστόσο, όταν οι δυνάμεις είναι περιορισμένες, η "ανταλλαγή" της απόστασης για τη δύναμη είναι ευεργετική.

Κινητά και σταθερά μπλοκ είναι μερικοί από τους τύπους απλών μηχανισμών. Επιπλέον, είναι ένας τροποποιημένος μοχλός, ο οποίος είναι επίσης ένας απλός μηχανισμός.

Σταθερό μπλοκ  δεν δίνει κέρδος στη δύναμη, απλώς αλλάζει την κατεύθυνση της εφαρμογής του. Φανταστείτε ότι πρέπει να σηκώσετε ένα βαρύ φορτίο μέχρι το σχοινί. Θα πρέπει να το τραβήξετε. Αλλά αν χρησιμοποιείτε σταθερό μπλοκ, τότε θα χρειαστεί να τραβήξετε κάτω, ενώ το φορτίο θα ανέβει. Σε αυτή την περίπτωση, θα είναι ευκολότερο για σας, καθώς η απαραίτητη δύναμη θα αποτελείται από τη δύναμη των μυών και το βάρος σας. Χωρίς τη χρήση ενός σταθερού μπλοκ, θα ήταν απαραίτητο να εφαρμοστεί η ίδια δύναμη, αλλά θα μπορούσε να επιτευχθεί μόνο λόγω της μυϊκής δύναμης.

Το σταθερό μπλοκ είναι ένας τροχός με ένα αυλάκι για το σχοινί. Ο τροχός είναι σταθερός, μπορεί να περιστραφεί γύρω από τον άξονά του, αλλά δεν μπορεί να κινηθεί. Τα άκρα του σχοινιού (καλώδιο) κρεμούνται προς τα κάτω, ένα φορτίο συνδέεται με ένα, και η δύναμη εφαρμόζεται στο άλλο. Εάν τραβήξετε το καλώδιο προς τα κάτω, το φορτίο ανεβαίνει.

Δεδομένου ότι δεν υπάρχει κέρδος στη δύναμη, δεν υπάρχει απώλεια σε απόσταση. Την απόσταση που αυξάνει το φορτίο, το σχοινί πρέπει να κατέβει στην ίδια απόσταση.

Χρήση κυλιόμενο μπλοκ  δίνει ένα κέρδος σε ισχύ δύο φορές (ιδανικά). Αυτό σημαίνει ότι αν το βάρος του φορτίου είναι F, τότε για να το ανυψώσετε, πρέπει να εφαρμόσετε τη δύναμη F / 2. Η κινητή μονάδα αποτελείται από τον ίδιο τροχό με μια αυλάκωση καλωδίου. Ωστόσο, το ένα άκρο του καλωδίου στερεώνεται εδώ και ο τροχός είναι κινητός. Ο τροχός κινείται με το φορτίο.

Το βάρος του φορτίου είναι η προς τα κάτω δύναμη. Είναι ισορροπημένη από δύο δυνάμεις που κατευθύνονται προς τα πάνω. Κάποιος δημιουργείται από την υποστήριξη στην οποία είναι συνδεδεμένο το καλώδιο και το άλλο το τράβηγμα από το καλώδιο. Η δύναμη τάνυσης του καλωδίου είναι η ίδια στις δύο πλευρές, πράγμα που σημαίνει ότι το βάρος του φορτίου κατανέμεται εξίσου μεταξύ τους. Επομένως, κάθε μία από τις δυνάμεις είναι 2 φορές μικρότερη από το βάρος του φορτίου.

Σε πραγματικές καταστάσεις, το κέρδος σε ισχύ είναι μικρότερο από 2 φορές, καθώς η δύναμη ανύψωσης χρησιμοποιείται εν μέρει στο βάρος του σχοινιού και του μπλοκ καθώς και στην τριβή.

Η κινητή μονάδα, δίνοντας σχεδόν διπλάσια κέρδη σε δύναμη, δίνει διπλή απώλεια σε απόσταση. Για να ανυψώσετε το φορτίο σε ένα ορισμένο ύψος h, είναι απαραίτητο τα σχοινιά σε κάθε πλευρά του μπλοκ να μειωθούν κατά το ύψος αυτό, δηλαδή να ληφθούν συνολικά 2 ώρες.

Συνήθως χρησιμοποιείτε συνδυασμούς σταθερών και κινούμενων μπλοκ - αντιμετώπιση. Σας επιτρέπουν να κερδίσετε δύναμη και κατεύθυνση. Όσο περισσότερο κινούνται τα μπλοκ στον ανυψωτήρα της αλυσίδας, τόσο μεγαλύτερο είναι το κέρδος στη δύναμη.