निश्चित युनिट नाही. सोपी यंत्रणा. समस्या सोडवण्याची उदाहरणे

ब्लॉकमध्ये एक किंवा अधिक चाके (रोलर्स) असतात, ज्यात साखळी, बेल्ट किंवा केबल असते. लीव्हरप्रमाणेच, युनिट भार उचलण्यासाठी आवश्यक असणारी शक्ती कमी करते, परंतु अधिक ते लागू केलेल्या शक्तीची दिशा बदलू शकते.

सामर्थ्य मिळवण्याकरिता आपल्याला अंतर द्यावेच लागेल: भार उचलण्यासाठी कमी प्रयत्न करणे आवश्यक आहे, या प्रयत्नांच्या अनुप्रयोगाचा बिंदू जितका मोठा आहे तितका मोठा मार्ग. अधिक लोड-बेनिंग साखळ्यांच्या वापराद्वारे ब्लॉक सिस्टम सामर्थ्यात वाढ वाढवते. अशा विद्युत-बचत उपकरणांमध्ये अनुप्रयोगांची विस्तृत विस्तृत श्रेणी आहे - बांधकाम साइट्सवर भव्य स्टील बीमच्या उंचीवर जाण्यापासून ते झेंडे वाढवण्यापर्यंत.

इतर सोप्या यंत्रणेप्रमाणेच ब्लॉकचे शोधकही अज्ञात आहेत. जरी हे शक्य आहे की ब्लॉक्स आधी अस्तित्वात होता, परंतु साहित्यात त्यांचा पहिला उल्लेख इ.स.पू. पाचव्या शतकातील आहे आणि प्राचीन ग्रीक लोक जहाजे आणि थिएटरमध्ये ब्लॉक्सच्या वापराशी संबंधित होते.

हँगिंग रेलवर चढणारी जंगम ब्लॉक सिस्टम (वरील आकृती)   असेंब्ली लाईन्सवर मोठ्या प्रमाणात वितरित केले जाते कारण हे जड भागांची हालचाल मोठ्या प्रमाणात करते. लागू केलेली शक्ती (एफ) लोड चे वजन (डब्ल्यू) चे समर्थन करणार्\u200dया साखळी (एन) ला वापरलेल्या संख्येने विभाजित करण्याच्या भागांइतकी असते.

सिंगल फिक्स्ड ब्लॉक्स

या सर्वात सोप्या प्रकारच्या ब्लॉकमुळे भार उचलण्यासाठी आवश्यक असणारी शक्ती कमी होत नाही, परंतु वरील आणि उजवीकडे वरील आकृत्यांमध्ये दर्शविल्याप्रमाणे ते लागू केलेल्या शक्तीची दिशा बदलते. निश्चित ब्लॉक   फ्लॅगपोलच्या शीर्षस्थानी ध्वज उंचावणे सोपे आहे, ज्यामुळे झेंडा खाली बांधलेले दोरखंड आपण खेचू शकता.

एकल हलणारे ब्लॉक्स

एकल युनिट, हलविण्याच्या क्षमतेसह, भार उचलण्यासाठी आवश्यक असलेल्या अर्ध्या शक्तीने कमी करते. तथापि, लागू केलेल्या शक्तीचे अर्धकरण म्हणजे त्याच्या अनुप्रयोगाचा बिंदू दुप्पट लांब असणे आवश्यक आहे. या प्रकरणात, शक्ती अर्ध्या वजनाच्या समान असते (एफ \u003d 1/2 डब्ल्यू).

ब्लॉक सिस्टम

मूव्हिंग युनिटसह निश्चित युनिटचे संयोजन वापरताना, लागू केलेली शक्ती लोड-वाहून जाणाins्या साखळींच्या एकूण संख्येपेक्षा अधिक असते. या प्रकरणात, शक्ती अर्ध्या वजनाच्या समान असते (एफ \u003d 1/2 डब्ल्यू).

मालवाहू, युनिटद्वारे अनुलंबरित्या निलंबित, क्षैतिज विद्युत ताराचे घट्ट खेचणे परवानगी देते.

ओव्हरहेड लिफ्ट (वरील आकृती) मध्ये एक जंगम आणि दोन निश्चित ब्लॉक्सभोवती गुंफलेली साखळी असते. भार उचलण्यासाठी केवळ अर्ध्या वजनाची शक्ती आवश्यक असते.

पॉलीस्पास्ट, सामान्यत: मोठ्या क्रेनमध्ये (उजवीकडील आकृती) वापरल्या जातात, त्यामध्ये हलणारे ब्लॉक्सचा एक संच असतो ज्यावर लोड निलंबित केले जाते, आणि क्रेनच्या तेजीत जोडलेल्या निश्चित ब्लॉकचा एक संच असतो. बर्\u200dयाच ब्लॉक्समधून सामर्थ्याने नफा मिळविणे, क्रेन खूप भारी भार उचलू शकते, उदाहरणार्थ, स्टील बीम. या प्रकरणात, शक्ती (एफ) समर्थित केबल्स (एन) च्या संख्येनुसार लोड (डब्ल्यू) चे वजन विभाजित करण्याच्या भागांइतकी असते.

आत्तासाठी, आम्ही असे गृहीत धरतो की ब्लॉकचे द्रव्यमान आणि केबल तसेच ब्लॉकमधील घर्षण दुर्लक्षित केले जाऊ शकते. या प्रकरणात, केबल टेन्शन फोर्स त्याच्या सर्व भागांमध्ये समान मानली जाऊ शकते. याव्यतिरिक्त, आम्ही केबलला अपूर्व विचार करू आणि त्याचे वस्तुमान नगण्य आहे.

निश्चित ब्लॉक

फिक्स्ड ब्लॉकचा उपयोग शक्तीची दिशा बदलण्यासाठी केला जातो. अंजीर मध्ये. 24.1, शक्तीची दिशा उलट करण्यासाठी निश्चित ब्लॉकचा कसा वापर करावा ते दर्शवितो. तथापि, याचा वापर आपल्या पसंतीनुसार दलाची दिशा बदलण्यासाठी केला जाऊ शकतो.

निश्चित ब्लॉक वापरण्याचे आरेखण काढा, ज्याद्वारे आपण बलाची दिशा 90 ate ने फिरवू शकता.

निश्चित ब्लॉक सामर्थ्य वाढवते का? अंजीर मध्ये दर्शविलेले उदाहरण देऊन याचा विचार करा. 24.1 ए. मच्छीमार द्वारा लावलेल्या बळाद्वारे केबलच्या मुक्त टोकापर्यंत केबल खेचली जाते. केबल तणाव शक्ती केबलच्या बाजूने स्थिर राहते, म्हणूनच केबलच्या बाजूने लोड (फिश) त्याच मॉड्युलो बळामुळे प्रभावित होते. परिणामी, निश्चित ब्लॉक सामर्थ्यात वाढ देत नाही.

निश्चित युनिट वापरताना, केबलच्या शेवटाप्रमाणे ओझे वाढते, ज्यावर मच्छीमार शक्ती लागू करतो. याचा अर्थ असा की एक निश्चित ब्लॉक वापरुन, आम्ही जिंकत नाही किंवा गमावत नाही.

जंगम युनिट

अनुभव ठेवा

लाइट मूव्हिंग ब्लॉकच्या मदतीने भार उचलताना, आम्ही लक्षात घेतो की जर घर्षण कमी असेल तर भार उचलण्यासाठी लोडच्या वजनापेक्षा अंदाजे 2 पट कमी असणारी शक्ती लागू करणे आवश्यक आहे (चित्र 24.3). अशाप्रकारे, जंगम युनिट 2 वेळा सामर्थ्य वाढवते.

अंजीर 24.3. मोबाइल युनिट वापरताना, आम्ही सामर्थ्याने 2 वेळा विजय मिळवितो, परंतु त्याच वेळी अनेक वेळा गमावतो

तथापि, बळकटीच्या दुप्पट वाढीसाठी आपल्याला मार्गावर समान नुकसान भरपाई द्यावी लागेल: भार उचलण्यासाठी, उदाहरणार्थ 1 मीटरने, आपल्याला ब्लॉकवर फेकलेल्या केबलचा शेवट 2 मीटरने वाढवणे आवश्यक आहे.

फिरणारा ब्लॉक अनुभवाचा आधार घेतल्याशिवाय बळकटीने दुप्पट फायदा मिळवून देतो हे सिद्ध केले जाऊ शकते ("गतिशील ब्लॉक सामर्थ्याने दुप्पट वाढ का देते?" या भागाच्या खाली पहा.)

ब्लॉक्स यांत्रिकीचा सुवर्ण नियम

“विचारशील मनाला आनंद होत नाही,

जोपर्यंत तो तफावत एकत्र जोडण्यासाठी व्यवस्थापित करतो

"त्याने पाहिलेले तथ्य"

डी डी हेवेसी

हा विषय ब्लॉक्सच्या अभ्यासासाठी समर्पित आहे. तसेच मॅकेनिक्सच्या सुवर्ण नियमांचा विचार केला.

मागील विषयांमध्ये, लीव्हरेजसारख्या सोप्या यंत्रणांवर चर्चा केली जात होती. यकृत - हे एक ठोस शरीर आहे जे निश्चित समर्थन किंवा अक्षांशी संबंधित फिरवू शकते.

लीव्हरचे दोन प्रकार आहेत - लीव्हर प्रथम   आणि लीव्हर दुसरा दयाळू. पी पहिल्या प्रकारचा फायदा   - हा एक लीव्हर आहे ज्याची परिभ्रमण अक्ष सैन्याच्या वापराच्या बिंदूंच्या दरम्यान स्थित आहे आणि सैन्याने स्वतःच एका दिशेने निर्देशित केले आहे. दुसर्\u200dया प्रकारचा यकृत   - हा एक लीव्हर आहे ज्याची परिभ्रमण अक्ष सैन्याच्या अर्जाच्या बिंदूच्या एका बाजूला स्थित आहे आणि सैन्याने स्वत: ला एकमेकांच्या विरुद्ध निर्देशित केले आहे.

आणले लीव्हर बॅलन्स अटज्यानुसार, लीव्हर समतोल असेल तर प्रदान की त्यावरील सैन्याने त्यांच्या खांद्यांच्या लांबीचे प्रमाण विपरित प्रमाणात केले असेल.

आढावा घेतला शक्तीचा क्षण - शरीर आणि त्याच्या खांद्याला फिरवणार्\u200dया शक्तीच्या मॉड्यूलसच्या उत्पादनाइतकी भौतिक मात्रा.   आणि त्यांनी लीव्हरच्या समतोलपणाची स्थिती तयार केली क्षणांचा नियमत्यानुसार, दोन क्षण तयार करणार्\u200dया शक्तींच्या क्रियेत असलेला लीव्हर समतोल असतो जर लीव्हर घड्याळाच्या दिशेने फिरणार्\u200dया शक्तीचा क्षण लीव्हरला घड्याळाच्या दिशेने फिरणार्\u200dया शक्तीच्या क्षणासारखे असतो.

तथापि, लीव्हरेज व्यतिरिक्त, बहुतेकदा माल उचलण्यासाठी आणि साधा ब्लॉक   किंवा ब्लॉक प्रणाली. बांधकाम साइट्स, बंदरांमध्ये आणि कोठारांमध्ये ब्लॉक्सचा वापर विशेषतः वारंवार केला जातो. कोणतीही ब्लॉक एक पिंजरा मध्ये आरोहित एक चर एक चाक आहे. चॅनेलच्या खोबणीतून दोरी, केबल किंवा साखळी पार केली जाते.

आणि ब्लॉक्स काय आहेत? आणि ते शक्तीचे रूपांतर कसे करतात?

जर ब्लॉकची अक्ष निश्चित केली गेली असेल आणि भार उचलताना ते कमी होत नाही किंवा वाढत नाही तर ब्लॉकला म्हणतात गतिहीन. अशा ब्लॉकचा विचार केला जाऊ शकतो समान हात, ज्याचे खांदे चाकाच्या त्रिज्यासारखे असतात. अशा ब्लॉकला सामर्थ्य मिळते का? अनुभव ठेवा. 3 एन वजनाचा कार्गो घ्या आणि त्यास ब्लॉकवर फेकलेल्या धाग्याच्या एका टोकाला टांगून ठेवा आणि दुसर्\u200dया डायनोमीटरने जोडा. एकसमान भार वाढीसह, डायनामामीटर लोडच्या वजनाइतकी एक शक्ती दर्शवेल, म्हणजे. 3 एन. आम्ही ब्लॉकवर कार्य करणार्\u200dया सैन्यांचे रेखाटन करतो.

ही धाग्याची लवचिक शक्ती आहे, लोडचे वजन समान आहे, धाग्याचे लवचिक शक्ती आहे, डायनामामीटरला लागू केलेल्या बळासारखे आहे, ब्लॉकवर कार्य करणारे गुरुत्व आणि ब्लॉकच्या अक्षची लवचिक शक्ती. आकृतीवरून पाहिल्याप्रमाणे, ब्लॉकच्या गुरुत्वाकर्षण आणि लवचिकतेच्या सैन्याच्या खांदे शून्याइतके आहेत. तर अक्षांशी संबंधित त्यांचे क्षण शून्याइतके असतात. थ्रेडच्या लवचिक शक्तींचे खांदे एक आणि दोन ब्लॉकच्या रेडीआयसारखे एकमेकांना समान असतात. ब्लॉकच्या समतोल स्थितीत, सैन्याचे क्षण एफ   1 आणि एफ   2 समान असणे आवश्यक आहे. आणि या शक्तींचे क्षण समान आहेत, म्हणून स्वत: सैन्याने एकमेकांशी बरोबरी केली आहे. दुस words्या शब्दांत, लागू केलेली शक्ती लोडच्या वजनाइतकीच असते. या मार्गाने गतीविरहित ब्लॉक अंमलात वाढत नाही, परंतु केवळ त्याची दिशा बदलतो.

सामर्थ्य न मिळाल्यास स्थिर ब्लॉक का वापरावे? तथापि, समान यशाने, भार उचलण्यासाठी कोणतीही क्रॉसबीम्स वापरली जाऊ शकतात. हे शक्य आहे, परंतु पराभूत करणे, कारण क्रॉसबारच्या बाजूने दोरीच्या सरकत्या शक्तीवर विजय मिळविणे आवश्यक आहे, जे ब्लॉक बेअरिंगमधील रोलिंग घर्षण शक्तीपेक्षा बरेच मोठे आहे.

परंतु अद्याप ब्लॉक सामर्थ्य वाढवू शकेल काय?दुसर्\u200dया प्रकारच्या ब्लॉकचा विचार करूया - जंगम   ब्लॉक. हालचाल हा एक ब्लॉक आहे ज्याचे रोटेशन अक्ष, भार उचलताना, लोडसह हलवते.

आम्ही अशा ब्लॉकवर 6 एन वजनाचे भार निलंबित करतो आम्ही ब्लॉकवर फेकलेल्या धाग्याचे एक टोक निराकरण करतो आणि आम्ही समान रीतीने दुसर्\u200dयाच्या मागे डायनोमीटरने भार वाढवू. डायनामामीटर दर्शवितो की दोरीच्या शेवटी लागू केलेली शक्ती 3 एन आहे, म्हणजेच, भारातील निम्मे वजन. म्हणून मोबाइल युनिट सुमारे 2 वेळा सामर्थ्य वाढवते. का?

भारांचे वजन, धाग्याचे लवचिक सैन्य, जे एकमेकांसारखे असतात आणि ब्लॉकचे गुरुत्व ब्लॉकवर कार्य करते. या प्रकरणात, बहुतेकदा, ब्लॉकचे गुरुत्व दुर्लक्षित केले जाते, कारण ते सामान्यत: लोडच्या वजनापेक्षा कमी असते. जेव्हा लोड हलते, जंगम युनिट बिंदू डी च्या अनुरुप फिरवते. म्हणून, मोबाइल युनिट हा दुसर्\u200dया प्रकारचा लीव्हर आहे.   आम्ही क्षणांच्या नियमांद्वारे समतोल स्थिती लिहितो. आकृतीवरून हे लक्षात येते की भारांच्या खांद्यावरील ब्लॉकच्या त्रिज्येच्या समान आहे आणि दुसर्\u200dया शक्तीचा खांदा ब्लॉकच्या दोन रेडिओच्या समान आहे.

दिले बल एफ   2 सक्तीच्या बरोबरीचे आहे एफदोरीच्या शेवटी जोडलेले आहे, आणि प्रमाण मुख्य गुणधर्म वापरून, आम्हाला मिळेल

अशा प्रकारे आपण असा निष्कर्ष काढू शकतो मोबाईल युनिट दोनदा लागू होते.

आता आम्ही मुख्य निष्कर्ष काढू शकतो की सोपी यंत्रणा वापरुन आपण सामर्थ्य मिळवू शकतो.

तार्किक प्रश्न आहेः सोपी यंत्रणा वापरुन कामात वाढ मिळणे शक्य आहे काय?? जर लागू केलेली शक्ती कार्गोच्या वजनापेक्षा कमी असेल तर यंत्रणा न वापरता भार उचलण्याच्या कामापेक्षा हे कार्य कमी होईल का?

अनुभव ठेवा. आम्ही जंगम ब्लॉक (आम्ही ब्लॉकचे गुरुत्व आणि घर्षण शक्तीकडे दुर्लक्ष करतो) वापरून समान उंचीवर भार वाढवू.

धाग्यावर लागू केलेल्या शक्तीचे कार्य धाग्यावर लागू केलेल्या बळाचे उत्पादन आणि त्याच्या अनुप्रयोगाच्या बिंदूची उंची उंच समान आहे.

आकृतीवरून पाहिल्याप्रमाणे, शक्तीच्या बिंदूची उचल उंची भारच्या लिफ्ट उंचीपेक्षा दोन पट जास्त आहे. भार उचलण्याचे कार्य हे भारनियमनाचे भार आणि भारांची उंची समान मॉड्यूलो आहे.

आता दोन कामांची तुलना करा. त्याच वेळी, आम्ही हे लक्षात घेतो की दोरीच्या शेवटी लागू केलेली शक्ती लोडच्या वजनापेक्षा अंदाजे दोन पट कमी आहे.

ही वस्तुस्थिती लक्षात घेतल्यास आम्ही प्राप्त करतो की भार उचलण्याचे काम थ्रेडला लागू केलेल्या शक्तीच्या कार्याइतकेच आहे.

या मार्गाने मोबाईल युनिटचा उपयोग केल्याने कामात फायदा होत नाही. सामर्थ्यामध्ये 2 वेळा वाढ आणि संक्रमणात 2 वेळा तोटा होत असल्याने.

त्याचप्रमाणे, आपण लाभ घेण्यासाठी विचार करू शकतो. हे करण्यासाठी, 2 भिन्न मॉड्यूलो-फोर्सेस लीव्हरवर संतुलित असतात आणि लीव्हर गतीमध्ये असते.

मोठ्या आणि कमी सैन्याने प्रवास केलेले अंतर आणि या सैन्यांची मोड्यूली जर आपण मोजली तर आपल्याला ते मिळते लीव्हरवर सैन्याच्या वापराच्या बिंदूंनी प्रवास केलेले मार्ग सैन्याच्या व्यतिरिक्त प्रमाणात असतात.

तर, जंगम युनिटच्या बाबतीत, आपण हा निष्कर्ष काढू शकतो लीव्हरच्या लांब हातावर काम करणे, आम्ही सामर्थ्याने जिंकतो, परंतु त्याच वेळी आम्ही त्याच वेळी वाटेवर हरतो.मार्गावरील शक्तीचे उत्पादन कार्य करत असल्याने, या प्रकरणात, कामात फायदा होत नाही.

शतकानुशतके जुन्या प्रथेनुसार, कोणतीही यंत्रणा कामात फायदा देत नाही. या विधानाला मॅकेनिक्सचा सुवर्ण नियम म्हणतात. कोणत्याही सामर्थ्यवान यंत्रणेच्या मदतीने जर आपण सामर्थ्याने जिंकलो तर आम्ही बर्\u200dयाच वेळा आपला पराभव केला.

कार्याची तुलना करताना त्यांच्यात कठोर समानता ठेवणे शक्य आहे काय? अखेर, हा किंवा तो निष्कर्ष काढण्यापूर्वी, अशी अट सादर केली गेली की ब्लॉकवर काम करणार्\u200dया गुरुत्वाकर्षणाची शक्ती आणि ब्लॉकमधील घर्षण शक्तीकडे दुर्लक्ष केले जाऊ शकते?   तथापि, घर्षण विद्यमान आहे. हे सर्व यंत्रणांमध्ये उपस्थित आहे. आणि गुरुत्व, जे ब्लॉकवरच कार्य करते, जरी लहान असले तरीही. जरी एक साधी यंत्रणा किंवा त्याचे भाग उचलणे उद्भवत नसले तरी (निश्चित युनिटच्या बाबतीत), त्यास हालचालीत आणण्यासाठी अतिरिक्त बळ देणे आवश्यक आहे, म्हणजेच, यंत्रणेच्या जडपणावर मात करण्यासाठी. म्हणून यंत्रणेवर लागू केलेल्या शक्तीने भार उचलण्याच्या उपयुक्त कार्यापेक्षा प्रत्यक्षात अधिक कार्य केले पाहिजे.

यंत्रणेवर लागू केलेल्या शक्तीचे कार्य म्हटले जाते खर्च   किंवा पूर्ण काम. ए उपयुक्त   केवळ मालवाहतूक करण्याचे काम आहे.

आपण कोणत्याही यंत्रणेचा विचार केला तर उपयुक्त काम नेहमीच   एकूण कामांचा फक्त एक अपूर्णांक. म्हणून उपयुक्त कार्य दर्शवा ए   पी, आणि खर्च - ए 3 . उपयुक्त कामाच्या कामकाजाचे गुणोत्तर यंत्रणेच्या कार्यक्षमतेचे गुणांक म्हटले जाते   (संक्षिप्त कार्यक्षमता).

कार्यक्षमता लहान ग्रीक अक्षर एच (हे) द्वारे दर्शविली जाते आणि बहुतेक वेळा टक्केवारी म्हणून व्यक्त केली जाते. असल्याने उपयुक्त काम नेहमीच परिपूर्ण पेक्षा कमी, तर यंत्रणेची कार्यक्षमता नेहमीच 100% पेक्षा कमी असते.

व्यायाम

कार्य १   जंगम ब्लॉकसह 50 किलो सिमेंटची पिशवी उचलण्यासाठी दोरीच्या शेवटी लागू होणारी किमान शक्ती कोणती आहे? जेव्हा 2500 J ची शक्ती तयार केली जाते तेव्हा बॅग किती उंचीवर वाढविली जाईल?

कार्य २   120 किलो वजनाचा स्लॅब 40 सेकंदांच्या कालावधीत जंगम ब्लॉकचा वापर करून 16 मीटर उंचीपर्यंत समान रीतीने उंच केला गेला. 80% ची कार्यक्षमता आणि ब्लॉकचे वस्तुमान लक्षात घेऊन - 10 किलो, पूर्ण कार्य आणि विकसित शक्ती निश्चित करा.

मुख्य निष्कर्ष:

– ब्लॉक करा   - हा लीव्हरच्या प्रकारांपैकी एक आहे, जो पिंज in्यात मजबूत बाजूस एक चाट आहे. जंगम आणि निश्चित ब्लॉक दरम्यान फरक.

– निश्चित ब्लॉक   - हा एक ब्लॉक आहे ज्याचे रोटेशन अक्ष निश्चित केलेले आहे आणि भार उचलताना ते वाढत किंवा पडत नाही.

– जंगम युनिट   - हा एक ब्लॉक आहे ज्याची रोटेशन अक्ष वाढते आणि लोडसह पडते.

– निश्चित ब्लॉक सामर्थ्य वाढवित नाही, परंतु केवळ त्याची दिशा बदलते.

– जंगम युनिटजर आपण ब्लॉकचे स्वतःचे घर्षण आणि वजन याकडे दुर्लक्ष केले तर सामर्थ्य वाढवते   दोनदा.

– यांत्रिकीचा सुवर्ण नियमज्यानुसार आपण किती वेळा सामर्थ्याने जिंकतो, आम्ही वाटेत तितक्या वेळा हरतो.

– कामगिरीचे गुणांक   अचूक लागू केलेल्या शक्तीद्वारे किती कार्य उपयुक्त कार्य आहे हे यंत्रणा दर्शवते.

– उपयुक्त काम   नेहमीच परिपूर्ण पेक्षा कमी. कोणत्याही यंत्रणेच्या कामगिरीचे गुणांक १००% पेक्षा कमी.

युनिफाइड स्टेट परीक्षा कोडिफायरचे थीम्स: सोपी यंत्रणा, यंत्रणा कार्यक्षमता.

यंत्रणा   - हे रूपांतरित शक्तीचे साधन आहे (त्याची वाढ किंवा घट)
सोपी यंत्रणा - हे लीव्हर आणि कलते विमान आहे.

यकृत

यकृत - हे एक घन शरीर आहे जे एका निश्चित अक्षांभोवती फिरू शकते. अंजीर मध्ये. 1) रोटेशन अक्षासह एक लीव्हर दर्शविला जातो. च्या सैन्याने लीव्हरच्या (बिंदू आणि) टोकांवर लागू केले आहेत. या सैन्याचे खांदे अनुक्रमे समान आणि समान आहेत.

लीव्हरच्या समतोलपणाची स्थिती क्षणांच्या नियमांद्वारे दिली जाते: कोठून

अंजीर 1. यकृत

या गुणोत्तरानुसार हे पुढे येते की लीव्हर सामर्थ्याने किंवा अंतरात (ज्या हेतूसाठी वापरला जातो त्यावर अवलंबून असतो) इतका वेळा मोठा खांदा लहानपेक्षा किती लांब असतो.

उदाहरणार्थ, 100 एन च्या बळासह 700 एन चे भार उचलण्यासाठी आपल्याला खांद्यांच्या 7: 1 च्या प्रमाणात एक लीव्हर घेणे आवश्यक आहे आणि लोड एका छोट्या खांद्यावर ठेवणे आवश्यक आहे. आम्ही सामर्थ्याने 7 वेळा जिंकू, परंतु अंतरात जितक्या वेळा गमावतो: लांब हाताचा शेवट शॉर्ट आर्म (म्हणजेच भार) च्या समाप्तीपेक्षा 7 पट मोठ्या कमानाचे वर्णन करेल.

लीव्हरची शक्ती वाढविणे ही उदाहरणे म्हणजे फावडे, कात्री, पिलर. एक रॉवर पॅडल एक लीव्हर आहे जे अंतरावर एक लाभ देते. आणि सामान्य लीव्हर स्केल एक समान हात असतात, त्यांना अंतर किंवा सामर्थ्याने कोणताही फायदा होत नाही (अन्यथा ते ग्राहकांचे वजन करण्यासाठी वापरले जाऊ शकतात).

निश्चित ब्लॉक.

लाभ एक महत्त्वाचा प्रकार आहे ब्लॉक - पिंजरामध्ये गटारासह एक चाक निश्चित केले, त्या बाजूने दोरी पास केली. बहुतेक कामांमध्ये, दोरीला वजन नसलेली अपारगम्य धागा मानला जातो.

अंजीर मध्ये. आकृती 2 एक निश्चित ब्लॉक दर्शविते, म्हणजेच, एक फिरणारा निश्चित अक्ष असलेला ब्लॉक (बिंदूद्वारे आकृतीच्या विमानास लंबवत पुढे जाणे).

एका बिंदूच्या धाग्याच्या उजवीकडे शेवटी एक वजन निश्चित केले जाते. लक्षात घ्या की शरीराचे वजन हे एक बल आहे ज्याद्वारे शरीरावर आधारावर दाबते किंवा निलंबन वाढवते. या प्रकरणात, वजन थ्रेडला जोडलेल्या बिंदूवर वजन लागू केले जाते.

बिंदूवर थ्रेडच्या डाव्या टोकाला एक बल लागू होते.

लाभ ब्लॉकची त्रिज्या कोठे आहे याच्या समान आहे. खांद्याचे वजन समान आहे. याचा अर्थ असा की निश्चित ब्लॉक हा एक समान खांदा हात आहे आणि म्हणूनच तो सामर्थ्याने किंवा अंतरात एकतर फायदा देत नाही: प्रथम, आपल्यात समानता आहे आणि दुसरे म्हणजे, भार आणि धागा हलविण्याच्या प्रक्रियेत, बिंदूची हालचाल कार्गोच्या हालचालीइतकीच आहे.

मग आम्हाला निश्चित ब्लॉकची आवश्यकता का आहे? हे त्यामध्ये उपयुक्त आहे जे आपल्याला प्रयत्नांची दिशा बदलण्याची परवानगी देते. थोडक्यात, निश्चित युनिट अधिक जटिल यंत्रणेचा भाग म्हणून वापरली जाते.

जंगम युनिट

अंजीर मध्ये. 3 चित्रित फिरणारा ब्लॉकज्याची अक्षरे लोडसह हलवते. आम्ही धागा एका पॉवरने खेचतो जो एका बिंदूवर लागू होतो आणि वरच्या दिशेने निर्देशित केला जातो. ब्लॉक फिरतो आणि त्याच वेळी थ्रेडवर निलंबित भार उचलून वरच्या बाजूस देखील सरकतो.

दिलेल्या वेळी, एक निश्चित बिंदू हा एक बिंदू असतो आणि तो त्याच्या भोवती असतो तो ब्लॉक फिरत असतो (तो त्या बिंदूमधून "रोल होईल"). ते असेही म्हणतात की ब्लॉकच्या रोटेशनची त्वरित अक्ष बिंदूमधून जाते (हा अक्ष आकृतीच्या विमानास लंब दिशेने निर्देशित केला जातो).

थ्रेडला लोड जोडण्याच्या बिंदूवर भारांचे वजन लागू केले जाते. लाभ समान आहे.

परंतु ज्या खांद्याच्या सहाय्याने आपण धागा खेचतो त्यापेक्षा दुप्पट होतो: ते समान आहे. त्यानुसार, भार शिल्लक ठेवण्याची अट समानता आहे (जसे की आपण चित्र 3 मध्ये पाहिले आहे: वेक्टर वेक्टरपेक्षा दोन पट लहान आहे).

परिणामी, जंगम युनिट दोनदा लागू होते. त्याच वेळी, तथापि, आम्ही अंतरात समान दोन वेळा गमावतो: एका मीटरने भार वाढविण्यासाठी, बिंदू दोन मीटर हलविला जाणे आवश्यक आहे (म्हणजे, दोन मीटर धागा ताणून घ्या).

अंजीर मध्ये ब्लॉक येथे. 3 एक कमतरता आहे: धागा वर खेचणे (बिंदूनुसार) चांगली कल्पना नाही. सहमत आहे की धागा खाली खेचणे अधिक सोयीचे आहे! येथेच निश्चित ब्लॉक आम्हाला मदत करते.

अंजीर मध्ये. 4 उचलण्याची यंत्रणा दर्शविते, जे एका स्थिर असलेल्या जंगम युनिटचे संयोजन आहे. जंगम ब्लॉकमधून लोड निलंबित केले जाते, आणि केबल अतिरिक्त ब्लॉकवर फेकली जाते, ज्यामुळे लोड वर उचलण्यासाठी केबल खाली खेचणे शक्य होते. केबलवरील बाह्य शक्ती पुन्हा एका वेक्टरने दर्शविल्या आहेत.

मूलभूतपणे, हे डिव्हाइस मोबाइल युनिटपेक्षा वेगळे नाही: त्यासह, आम्हाला सामर्थ्याने दुप्पट वाढ देखील मिळते.

कलते विमान.

आम्हाला ठाऊक आहे की, जोरदार बॅरेलला अनुलंब उंच करण्यापेक्षा झुकलेल्या वॉकवे बाजूने रोल करणे सोपे आहे. पूल, म्हणूनच, एक शक्ती आहे जी शक्ती देते.

यांत्रिकीमध्ये अशा यंत्रणेला कलते विमान म्हणतात. कलते विमान   - ही एक सपाट सपाट पृष्ठभाग आहे, क्षितिजाच्या काही कोनात स्थित आहे. या प्रकरणात ते थोडक्यात सांगतात: "कोनात असणारा कललेला विमान."

कोनसह गुळगुळीत कल असलेल्या विमानासह ते समान रीतीने उंचावण्यासाठी सामूहिक भारांवर लागू केले जाणारे बल आम्हाला आढळते. हे सैन्य नक्कीच एका कलते विमानासह निर्देशित केले आहे (चित्र 5).

आकृतीत दाखवल्याप्रमाणे अक्ष निवडा. भार प्रवेगशिवाय हलवित असल्याने, त्यावर कार्य करणारी शक्ती संतुलित आहेत:

आम्ही अक्ष वर प्रोजेक्ट करतो:

हे एक अशी शक्ती आहे जी एका ओढा विमानासह भार वरच्या दिशेने जाण्यासाठी लागू केली पाहिजे.

समान भार अनुलंब उंच करण्यासाठी, त्याच्या बरोबरीने एक बल लागू करणे आवश्यक आहे. तेव्हापासून हे पाहिले जाऊ शकते. कललेला विमान खरोखर सामर्थ्याने नफा देते आणि कोन जितका मोठा असतो.

कलते विमानाचे विस्तृतपणे वापरले जाणारे प्रकार आहेत पाचर घालून घट्ट बसवणे आणि स्क्रू.

यांत्रिकीचा सुवर्ण नियम.

एक साधी यंत्रणा सामर्थ्य किंवा अंतरावर नफा मिळवू शकते परंतु कार्यात फायदा देऊ शकत नाही.

उदाहरणार्थ, 2: 1 च्या खांद्याचे प्रमाण असलेले लीव्हर दोनदा सामर्थ्यात वाढ देते. लहान खांद्यावर भार उचलण्यासाठी, आपल्याला मोठ्या खांद्यावर जोर लागू करणे आवश्यक आहे. परंतु उंचीवर भार वाढविण्यासाठी, मोठ्या खांद्याला खाली आणावे लागेल आणि परिपूर्ण कार्य बरोबरीचे असेल:

म्हणजेच लीव्हरचा वापर न करता तेच मूल्य.

प्रवृत्तीच्या विमानाच्या बाबतीत, आपण बळकटी प्राप्त करतो कारण आपण लोडवर गुरुत्वाकर्षणापेक्षा कमी शक्ती लागू करतो. तथापि, प्रारंभीच्या स्थानापेक्षा उंचीवर भार वाढवण्यासाठी, आपल्याला कललेल्या विमानासह एक मार्ग चालणे आवश्यक आहे. असे केल्याने आपण काम करतो

म्हणजे अनुलंब भार उचलताना जेवढेच आहे.

या तथ्ये यांत्रिकीच्या तथाकथित सुवर्ण नियमांचे प्रकटीकरण आहेत.

यांत्रिकीचा सुवर्ण नियम. कोणतीही साधी यंत्रणा कामात वाढ देत नाही. आपण किती वेळा सामर्थ्याने जिंकतो, किती वेळा अंतरात हरतो आणि त्याउलट.

यांत्रिकीकरणाचा सुवर्ण नियम उर्जा संवर्धनाच्या कायद्याच्या सोप्या आवृत्तीखेरीज आणखी काही नाही.

यंत्रणेची कार्यक्षमता.

सराव मध्ये, आपल्याला उपयुक्त कार्यामध्ये फरक करावा लागेल ए   उपयुक्त, जे कोणत्याही नुकसान आणि पूर्ण कामांशिवाय आदर्श परिस्थितीत यंत्रणेच्या मदतीने केले जाणे आवश्यक आहे एपूर्ण
  जे वास्तविक परिस्थितीत समान हेतूने केले जाते.

पूर्ण काम बेरीज होण्यासारखे आहे:
  -उपयोगी काम;
  -यंत्रणेच्या विविध भागात घर्षण विरूद्ध केले कार्य;
  यंत्रणेतील घटक घटकांना हलवून बनविलेले कार्य.

तर, जेव्हा लीव्हरने भार उचलतांना, लीव्हरच्या अक्षांमधील घर्षणांवर विजय मिळविण्यासाठी आणि वजन कमी असलेल्या लीव्हरला स्वतः हलविण्याकरिता देखील कार्य करावे लागते.

पूर्ण काम नेहमीच अधिक उपयुक्त असते. उपयुक्त कार्याचे गुणोत्तर यंत्रणेचे कार्यप्रदर्शन गुणांक (सीओपी) असे म्हटले जाते:

=एउपयुक्त / एपूर्ण

कार्यक्षमता सहसा टक्केवारी म्हणून व्यक्त केली जाते. वास्तविक यंत्रणांची कार्यक्षमता नेहमीच 100% पेक्षा कमी असते.

आम्ही घर्षणाच्या उपस्थितीत कोन असलेल्या झुकाव असलेल्या विमानाच्या कार्यक्षमतेची गणना करतो. कलते विमानाच्या पृष्ठभागाच्या आणि लोड दरम्यान घर्षण गुणांक समान आहे.

बिंदू ते उंच बिंदूकडे जाण्यासाठी (क्रि. Inc) शक्तीच्या क्रियेत कललेल्या विमानासह वस्तुमान भार एकसारखेपणाने वाढू द्या. चळवळीच्या उलट दिशेने, सरकत्या घर्षणांची शक्ती लोडवर कार्य करते.

तेथे गती नाही, म्हणूनच, भारांवर कार्य करणारी शक्ती संतुलित आहेत:

आम्ही एक्स अक्ष वर प्रोजेक्ट करतो:

. (1)

आम्ही Y अक्षावर प्रोजेक्ट करतो:

. (2)

तसेच

, (3)

कडून (२) आमच्याकडेः

त्यानंतर (3):

(1) मध्ये हे बदलून, आम्हाला प्राप्तः

एकूण कार्य शक्ती फ च्या उत्पादनाच्या व झुकलेल्या विमानाच्या पृष्ठभागावर शरीराने प्रवास केलेल्या मार्गाच्या समान आहे:

एपूर्ण \u003d.

उपयुक्त कार्य स्पष्टपणे च्या बरोबरीचे आहे:

एउपयुक्त \u003d.

आम्ही प्राप्त इच्छित कार्यक्षमतेसाठी.