Pohyblivý blok 1 pevný blok 2. Jednoduché mechanizmy. Blokovať. Riešenie problémov s pohyblivými a pevnými blokmi
4.1. Statické prvky
4.1.7. Niektoré jednoduché mechanizmy: bloky
Zariadenia určené na premiestňovanie (zdvíhanie, spúšťanie) bremien pomocou kolesa a ním prehodenej nite, na ktorú pôsobí určitá sila, sa nazývajú bloky. Existujú pevné a pohyblivé bloky.
Bloky sú určené na pohyb bremena s hmotnosťou P → pomocou sily F → aplikovanej na lano prehodené cez koleso.
Pre akékoľvek typy blokov(stacionárne a mobilné) je splnená podmienka rovnováhy:
d1F = d2P,
kde d 1 je rameno sily F → pôsobiacej na lano; d 2 - rameno sily P → (hmotnosť bremena presunutého pomocou tohto bloku).
IN pevný blok(obr. 4.8) ramená síl F → a P → sú totožné a rovné polomeru kvádra:
d1 = d2 = R,
preto sú silové moduly navzájom rovnaké:
F = P.
Ryža. 4.8
Pomocou stacionárneho bloku sa teleso s hmotnosťou P → môže pohybovať pôsobením sily F → , ktorej veľkosť sa zhoduje s hmotnosťou bremena.
V pohyblivom bloku (obr. 4.9) sú ramená síl F → a P → rôzne:
d1 = 2R a d2 = R,
kde d 1 je rameno sily F → pôsobiacej na lano; d 2 - rameno sily P → (hmotnosť bremena presunutého pomocou tohto bloku),
preto silové moduly dodržiavajú rovnosť:
Ryža. 4.9
Pomocou pohyblivého bloku možno teleso s hmotnosťou P → pohybovať pôsobením sily F →, ktorej hodnota je polovica hmotnosti bremena.
Bloky vám umožňujú presunúť telo na určitú vzdialenosť:
- nie pohyblivý blok nezvyšuje silu; mení iba smer aplikovanej sily;
- pohyblivý blok poskytuje 2-násobné zvýšenie pevnosti.
Avšak, pohyblivé aj pevné bloky nedávajte výhry práca: koľkokrát vyhráme v sile, koľkokrát prehráme na diaľku („zlaté pravidlo“ mechaniky).
Príklad 22. Systém pozostáva z dvoch beztiažových blokov: jedného pohyblivého a jedného stacionárneho. Závažie s hmotnosťou 0,40 kg je zavesené na osi pohyblivého bloku a dotýka sa podlahy. Na voľný koniec lana prehodeného cez stacionárny blok pôsobí určitá sila, ako je znázornené na obrázku. Vplyvom tejto sily sa náklad zdvihne z pokoja do výšky 4,0 m za 2,0 s. Nájdite veľkosť sily pôsobiacej na lano.
2 T → ′ + P → = m a → ,
2 T ′ − m g = m a ,
a = 2 F − m g m .
Dráha, ktorú náklad prejde, sa zhoduje s jeho výškou nad povrchom podlahy a súvisí s časom jeho pohybu t podľa vzorca
alebo berúc do úvahy výraz pre akceleračný modul
h = a t 2 2 = (2 F − m g) t 2 2 m.
Vyjadrime požadovanú silu odtiaľto:
F = m (ht2 + g2)
a vypočítajte jeho hodnotu:
F = 0,40 (4,0 (2,0)2 + 102) = 2,4 N.
Príklad 23. Systém pozostáva z dvoch beztiažových blokov: jedného pohyblivého a jedného stacionárneho. Určité zaťaženie je zavesené na osi pevného bloku, ako je znázornené na obrázku. Vplyvom konštantnej sily pôsobiacej na voľný koniec lana sa bremeno začne pohybovať konštantným zrýchlením a za 2,0 s sa posunie nahor o vzdialenosť 3,0 m. Počas pohybu bremena vyvíja aplikovaná sila priemerný výkon 12 W. Nájdite hmotnosť nákladu.
Riešenie . Sily pôsobiace na pohyblivé a stacionárne bloky sú znázornené na obrázku.
Dve sily T → pôsobia na stacionárny blok zo strany lana (na oboch stranách bloku); Pod vplyvom týchto síl nedochádza k pohybu bloku dopredu. Každá z uvedených síl sa rovná sile F → pôsobiacej na koniec lana:
Na pohyblivý blok pôsobia tri sily: dve napínacie sily lana T → ′ (na oboch stranách bloku) a hmotnosť bremena P → = m g → ; pod vplyvom týchto síl sa blok (spolu s nákladom na ňom zaveseným) pohybuje nahor so zrýchlením.
Napíšme druhý Newtonov zákon pre pohybujúci sa blok v tvare:
2 T → ′ + P → = m a → ,
alebo v projekcii na súradnicovú os smerujúcu vertikálne nahor,
2 T ′ − m g = m a ,
kde T' je modul napínacej sily lana; m je hmotnosť nákladu (hmotnosť pohybujúceho sa bloku s nákladom); g - modul zrýchlenia voľného pádu; a je modul zrýchlenia bloku (záťaž má rovnaké zrýchlenie, takže ďalej budeme hovoriť o zrýchlení záťaže).
Modul napínacej sily lana T ′ sa rovná modulu sily T:
preto je modul zrýchlenia zaťaženia určený výrazom
a = 2 F − m g m .
Na druhej strane, zrýchlenie nákladu je určené vzorcom pre prejdenú vzdialenosť:
kde t je čas pohybu nákladu.
Rovnosť
2 F − m g m = 2 S t 2
nám umožňuje získať výraz pre modul aplikovanej sily:
F = m (St2 + g2).
Záťaž sa pohybuje rovnomerne zrýchlene, takže modul jeho rýchlosti je určený výrazom
v = at
a priemerná rýchlosť je
〈v〉 = St = at2.
Veľkosť priemerného výkonu vyvinutého aplikovanou silou je určená vzorcom
〈N 〉 = F 〈 v 〉 ,
alebo berúc do úvahy výrazy pre modul sily a priemernú rýchlosť:
〈N〉 = ma (2 S + g t 2) 4 t.
Odtiaľ vyjadríme požadovanú hmotnosť:
m = 4 t 〈 N 〉 a (2 S + g t2).
Do výsledného vzorca dosadíme výraz pre zrýchlenie (a = 2S /t 2):
m = 2 t 3 〈 N 〉 S (2 S + g t 2)
a poďme na výpočet:
m = 2 ⋅ (2,0) 3 ⋅ 12 3,0 (2 ⋅ 3,0 + 10 ⋅ (2,0) 2) ≈ 1,4 kg.
Bloky sú klasifikované ako jednoduché mechanizmy. Do skupiny týchto zariadení slúžiacich na premenu sily patrí okrem blokov aj páka a naklonená rovina.
DEFINÍCIA
Blokovať- tuhé teleso, ktoré sa môže otáčať okolo pevnej osi.
Bloky sa vyrábajú vo forme diskov (kolesá, nízke valce atď.) Majúce drážku, cez ktorú prechádza lano (trup, lano, reťaz).
Blok s pevnou osou sa nazýva stacionárny (obr. 1). Pri zdvíhaní bremena sa nehýbe. Pevný blok si možno predstaviť ako páku, ktorá má rovnaké ramená.
Podmienkou rovnováhy kvádra je podmienka rovnováhy momentov síl, ktoré naň pôsobia:
Blok na obr. 1 bude v rovnováhe, ak budú ťahové sily závitov rovnaké:
keďže ramená týchto síl sú rovnaké (OA=OB). Stacionárny blok neposkytuje zvýšenie sily, ale umožňuje vám zmeniť smer sily. Ťahanie za lano, ktoré prichádza zhora, je často pohodlnejšie ako za lano, ktoré prichádza zdola.
Ak sa hmotnosť bremena priviazaného k jednému koncu lana prehodeného cez pevný blok rovná m, na jeho zdvihnutie by sa na druhý koniec lana mala pôsobiť sila F rovnajúca sa:
za predpokladu, že neberieme do úvahy treciu silu v bloku. Ak je potrebné vziať do úvahy trenie v bloku, zadajte koeficient odporu (k), potom:
Ako náhrada bloku môže slúžiť hladká pevná podpera. Cez takúto podperu sa prehodí lano (lano), ktoré sa kĺže po podpere, no zároveň sa zvyšuje trecia sila.
Stacionárny blok neprináša žiadny zisk v práci. Dráhy, ktorými prechádzajú miesta pôsobenia síl, sú rovnaké, rovné sile, teda rovné práci.
Na získanie sily pomocou pevných blokov sa používa kombinácia blokov, napríklad dvojitý blok. Bloky musia mať rôzne priemery. Sú navzájom nehybne spojené a namontované na jednej osi. Ku každému bloku je pripevnené lano, ktoré sa môže omotať okolo bloku alebo z neho bez skĺznutia. Ramená síl v tomto prípade budú nerovnaké. Dvojitá kladka pôsobí ako páka s ramenami rôznych dĺžok. Obrázok 2 znázorňuje schému dvojitého bloku.
Rovnovážnou podmienkou pre páku na obr. 2 bude vzorec:
Dvojitý blok môže premieňať silu. Pôsobením menšej sily na lano navinuté okolo bloku s veľkým polomerom sa získa sila, ktorá pôsobí na stranu lana navinutého okolo bloku s menším polomerom.
Pohyblivý blok je blok, ktorého os sa pohybuje spolu s nákladom. Na obr. 2, môže byť pohyblivý blok považovaný za páku s ramenami rôznych veľkostí. V tomto prípade je bod O osou páky. OA - rameno sily; OB - rameno sily. Pozrime sa na Obr. 3. Rameno sily je dvakrát väčšie ako rameno sily, preto pre rovnováhu je potrebné, aby veľkosť sily F bola polovičná ako veľkosť sily P:
Môžeme konštatovať, že pomocou pohyblivého bloku získame dvojnásobný nárast sily. Rovnovážny stav pohybujúceho sa bloku bez zohľadnenia trecej sily zapíšeme ako:
Ak sa pokúsime vziať do úvahy treciu silu v bloku, potom zadáme koeficient odporu bloku (k) a dostaneme:
Niekedy sa používa kombinácia pohyblivého a pevného bloku. V tejto kombinácii sa pre pohodlie používa pevný blok. Neposkytuje nárast sily, ale umožňuje vám zmeniť smer sily. Pohyblivý blok sa používa na zmenu množstva aplikovanej sily. Ak konce lana obopínajúceho blok zvierajú rovnaké uhly s horizontom, potom sa pomer sily pôsobiacej na záťaž k hmotnosti tela rovná pomeru polomeru bloku k tetive oblúka, ktorý lano obopína. Ak sú laná rovnobežné, sila potrebná na zdvihnutie bremena bude potrebná dvakrát menšia ako hmotnosť zdvíhaného bremena.
Zlaté pravidlo mechaniky
Jednoduché mechanizmy v práci nie je žiadny zisk. Ako naberáme na sile, rovnako strácame na vzdialenosti. Keďže sa práca rovná skalárnemu súčinu sily a posunutia, pri použití pohyblivých (aj stacionárnych) blokov sa nemení.
Vo forme vzorca možno „zlaté pravidlo“ napísať takto:
kde je dráha, ktorú prejde bod pôsobenia sily – dráha priechodná bodom použitie sily.
Zlaté pravidlo je najjednoduchšia formulácia zákona zachovania energie. Toto pravidlo platí pre prípady rovnomerného alebo takmer rovnomerného pohybu mechanizmov. Translačné vzdialenosti koncov lán súvisia s polomermi blokov ( a ) ako:
Dostávame, že na splnenie „zlatého pravidla“ pre dvojitý blok je potrebné, aby:
Ak sú sily vyrovnané, blok je v pokoji alebo sa pohybuje rovnomerne.
Príklady riešenia problémov
PRÍKLAD 1
| Cvičenie | Pomocou systému dvoch pohyblivých a dvoch pevných blokov pracovníci zdvíhajú konštrukčné trámy, pričom pôsobia silou rovnajúcou sa 200 N. Aká je hmotnosť (m) trámov? Ignorujte trenie v blokoch. |
| Riešenie | Urobme si kresbu. Hmotnosť bremena aplikovaného na nosný systém sa bude rovnať gravitačnej sile, ktorá pôsobí na zdvíhané telo (nosník):
Pevné bloky nedávajú žiadne výhry v sile. Každý pohybujúci sa blok zvyšuje silu dvakrát, preto v našich podmienkach získame nárast sily štyrikrát. To znamená, že môžeme napísať:
Zistili sme, že hmotnosť lúča sa rovná: Vypočítajme hmotnosť lúča, akceptujeme:
|
| Odpoveď | m = 80 kg |
PRÍKLAD 2
| Cvičenie | Nech výška, do ktorej robotníci zdvihnú trámy v prvom príklade, sa rovná m Akú prácu vykonávajú robotníci? Akú prácu vykoná náklad, aby sa presunul do danej výšky? |
| Riešenie | V súlade so „zlatým pravidlom“ mechaniky, ak pri použití existujúceho blokového systému získame štvornásobný nárast sily, strata pohybu bude tiež štvornásobná. V našom príklade to znamená, že dĺžka lana (l), ktorú by si pracovníci mali zvoliť, bude štyrikrát väčšia ako vzdialenosť, ktorú náklad prejde, to znamená: |
Správa o zadaní výskumu
„Štúdium systému blokov, ktoré zvyšujú silu 2, 3, 4 krát“
žiaci 7. ročníka.
Stredná škola č. 76, Jaroslavľ
Pracovná téma: Štúdium systému blokov, ktoré zvyšujú silu 2, 3, 4 krát.
Cieľ práce: Pomocou blokových systémov získate 2, 3, 4-násobné zvýšenie sily.
Vybavenie: pohyblivé a pevné bloky, trojnožky, nohy so spojkami, závažia, lano.
Pracovný plán:
Preštudujte si teoretický materiál na tému „Jednoduché mechanizmy. Bloky";
Zhromaždite a popíšte inštalácie - systémy blokov, ktoré zvyšujú silu 2, 3, 4 krát.
Analýza výsledkov experimentu;
Záver
"Niečo o blokoch"
IN moderná technológia Zdvíhacie mechanizmy sú široko používané, ktorých nenahraditeľné komponenty možno nazvať jednoduchými mechanizmami. Sú medzi nimi aj najstaršie vynálezy ľudstva – kvádre. Staroveký grécky vedec Archimedes uľahčil prácu človeku tým, že mu pri používaní svojho vynálezu nabral na sile a naučil ho meniť smer sily.
Blok je koleso s drážkou po obvode pre lano alebo reťaz, ktorého os je pevne pripevnená k stene alebo stropu. Zdvíhacie zariadenia zvyčajne nepoužívajú jeden, ale niekoľko blokov. Systém blokov a káblov určených na zvýšenie nosnosti sa nazýva reťazový kladkostroj.
Na hodinách fyziky študujeme pohyblivé a stacionárne bloky. Pomocou pevného bloku môžete zmeniť smer sily. A pohyblivý blok - jeho zmenšenie dáva 2-násobné zvýšenie pevnosti.Pevný blokArchimedes to považoval za páku s rovnakým ramenom. Moment sily pôsobiaci na jednu stranu stacionárneho bloku sa rovná momentu sily pôsobiacej na druhú stranu bloku. Sily, ktoré vytvárajú tieto momenty, sú tiež rovnaké. A Archimedes považoval pohyblivý blok za páku s nerovnými ramenami. Vo vzťahu k stredu otáčania pôsobia momenty síl, ktoré sa v rovnováhe musia rovnať.
Blokové výkresy:
2. Montážne inštalácie - systémy blokov, ktoré zvyšujú silu 2, 3 a 4 krát.
Pri našej práci používame záťaž,ktorého hmotnosť je 4 N (Obr.3).
Ryža. 3
Pomocou pohyblivých a pevných blokov náš tím zostavil nasledujúce inštalácie:
Blokový systém, ktorý poskytuje 2-násobné zvýšenie sily (Obr.4 a Obr.5).
Tento kladkový systém využíva pohyblivú a pevnú kladku. Táto kombinácia zdvojnásobuje silu. Preto treba na bod A pôsobiť silou rovnajúcou sa polovici hmotnosti bremena.
Obr.4
Obr.5
Fotografia (obr. 5) ukazuje, že táto inštalácia dáva 2-násobné zvýšenie sily, dynamometer ukazuje silu približne rovnajúcu sa 2 N. Z bremena vychádzajú dve laná. Neberieme do úvahy hmotnosť blokov.
Blokový systém, ktorý poskytuje 3x zvýšenie sily . Obr.6 a Obr.7
Tento kladkový systém využíva dve pohyblivé a pevné kladky. Táto kombinácia poskytuje trojnásobný nárast sily. Princíp fungovania našej inštalácie s násobkom 3 (nárast sily 3 krát) vyzerá ako na obrázku. Koniec lana je pripevnený k plošine, potom je lano prehodené cez stacionárny blok. Ešte raz - cez pohyblivý blok, ktorý drží plošinu s nákladom. Potom lano pretiahneme cez ďalší pevný blok. Tento typ mechanizmu poskytuje trojnásobné zvýšenie sily, čo je nepárna možnosť. Používame jednoduché pravidlo: koľko lán pochádza zo záťaže, taký je náš prírastok na sile. V dĺžke lana strácame presne toľkokrát, koľkokrát pribúda na sile.
Obr.6
Obr.7
Obr.8
Fotografia (obr. 8) ukazuje, že dynamometer ukazuje silu približne 1,5 N. Chyba je určená hmotnosťou pohybujúceho sa bloku a plošiny. Z nákladu vychádzajú tri laná.
Blokový systém, ktorý poskytuje 4-násobné zvýšenie sily .
Tento kladkový systém využíva dve pohyblivé a dve pevné kladky. Táto kombinácia poskytuje štvornásobný nárast sily. (Obr.9 a Obr.10).
Ryža. 9
Obr.10
Fotografia (obr. 10) ukazuje, že táto inštalácia dáva 4-násobný nárast sily, dynamometer ukazuje silu približne rovnajúcu sa 1 N. Z bremena vychádzajú štyri laná.
Záver:
Systém pohyblivých a pevných kladiek, pozostávajúci z lán a kladiek, umožňuje získať efektívnu silu pri strate dĺžky. Používame jednoduché pravidlo – zlaté pravidlo mechaniky: koľko lán pochádza zo záťaže, taký je náš prírastok na sile. V dĺžke lana strácame presne toľkokrát, koľkokrát pribúda na sile. Vďaka tomuto zlatému pravidlu mechaniky môžete zdvihnúť veľké bremená bez vynaloženia veľkého úsilia.
S vedomím tohto pravidla môžete vytvoriť systémy blokov - reťazové kladkostroje, ktoré vám umožnia vyhrať v sile n-té množstvo raz. Preto sú bloky a blokové systémy široko používané v rôznych oblastiach nášho života. Ppohyblivé a pevné bloky sú široko používané v prevodových mechanizmoch automobilov. Okrem toho bloky používajú stavitelia na zdvíhanie veľkých a malých bremien (Napríklad pri opravách vonkajších fasád budov stavitelia často pracujú v kolíske, ktorú možno presúvať medzi poschodiami. Po dokončení prác na podlahe môžu pracovníci rýchlo posunúť kolísku na poschodie vyššie s použitím iba vlastnej sily). Bloky sa tak rozšírili kvôli ľahkej montáži a jednoduchosti práce s nimi.
Na získanie moci sa najčastejšie používajú jednoduché mechanizmy. To znamená použitie menšej sily na presun väčšej hmotnosti v porovnaní s ňou. Zároveň sa nárast sily nedosahuje „zadarmo“. Cenou za to je strata vzdialenosti, to znamená, že musíte urobiť väčší pohyb ako bez použitia jednoduchého mechanizmu. Keď sú však sily obmedzené, potom je „výmena“ vzdialenosti za silu prospešná.
Pohyblivé a pevné bloky sú dva typy jednoduchých mechanizmov. Okrem toho sú upravenou pákou, ktorá je tiež jednoduchým mechanizmom.
Pevný blok nezvyšuje silu, jednoducho mení smer jeho aplikácie. Predstavte si, že potrebujete zdvihnúť ťažký náklad pomocou lana. Budete to musieť vytiahnuť. Ak však použijete stacionárny blok, budete musieť ťahať nadol, kým sa náklad zdvihne. V tomto prípade to bude pre vás jednoduchšie, keďže potrebná sila bude pozostávať zo svalovej sily a vašej hmotnosti. Bez použitia stacionárneho bloku by musela byť použitá rovnaká sila, ale bola by dosiahnutá výlučne svalovou silou.
Pevný blok je koleso s drážkou pre lano. Koleso je pevné, môže sa otáčať okolo svojej osi, ale nemôže sa pohybovať. Konce lana (kábla) visia nadol, na jeden je pripevnená záťaž a na druhý pôsobí sila. Ak potiahnete kábel nadol, zaťaženie sa zdvihne.
Keďže nedochádza k prírastku sily, nedochádza ani k strate vzdialenosti. Vo vzdialenosti, o ktorú náklad stúpa, musí byť lano spustené v rovnakej vzdialenosti.
Použitie pohyblivý blok dáva prírastok sily dvakrát (v ideálnom prípade). To znamená, že ak je hmotnosť bremena F, potom na jeho zdvihnutie je potrebné použiť silu F/2. Pohyblivý blok pozostáva z rovnakého kolieska s drážkou pre kábel. Jeden koniec kábla je tu však upevnený a koleso je pohyblivé. Koleso sa pohybuje s nákladom.
Hmotnosť bremena je sila smerujúca nadol. Vyvažujú ju dve sily smerujúce nahor. Jeden je vytvorený podperou, ku ktorej je pripevnený kábel, a druhý ťahaním kábla. Napínacia sila kábla je na oboch stranách rovnaká, čo znamená, že hmotnosť bremena je medzi ne rovnomerne rozložená. Preto je každá sila 2-krát menšia ako hmotnosť bremena.
V reálnych situáciách je prírastok sily menší ako 2-krát, pretože zdvíhacia sila je čiastočne „plytvaná“ hmotnosťou lana a bloku, ako aj trením.
Pohyblivý blok, hoci poskytuje takmer dvojnásobný nárast sily, spôsobuje dvojnásobnú stratu vzdialenosti. Na zdvihnutie bremena do určitej výšky h sa musia laná na každej strane bloku zmenšiť o túto výšku, to znamená, že celkovo sú 2 hodiny.
Zvyčajne sa používajú kombinácie pevných a pohyblivých blokov - kladkostrojov. Umožňujú vám získať silu a smer. Čím viac pohyblivých blokov je v reťazovom kladkostroji, tým väčší je nárast sily.
Termín "blok" znamená nejaké mechanické zariadenie, čo je valec, ktorý je namontovaný na kolmej osi. Tento valec sa môže buď voľne pohybovať, alebo je naopak pevne upevnený. Zjednodušme definíciu - ak sa os otáčania valčeka pohybuje v priestore, potom je blok pohyblivý. Valček má drážku, do ktorej sa vkladá lano alebo kábel. Dokazuje to obrázok nižšie vzhľad blokovať.
Ak je valec upevnený napríklad na strope, ide o stacionárny blok. Ak sa valec pohybuje s nákladom, ide o pohyblivý blok. Vo všeobecnom zmysle je to jediný rozdiel.
Zmyslom použitia pohyblivého bloku je získať silu pri zdvíhaní alebo presúvaní bremien a fyzické telá. Pevný blok neposkytuje žiadnu výhodu, ale často výrazne zjednodušuje pohyb tela a používa sa v systémoch spolu s pohyblivým blokom.
Aplikácia pohyblivých a pevných blokov
Blokový systém sa nachádza všade. Toto a žeriavy, a rôzne zariadenia na premiestňovanie nákladu v garáži a dokonca aj hnacie remene v modernom aute. Blok sa často používa aj bez jasného pochopenia, že ide o rovnaký mechanizmus.
Určite ste sa na stavbách stretli s pohyblivými kolesami pripevnenými na horných poschodiach rozostavaného domu. Cez takéto koleso sa prehodí lano alebo reťaz a pracovník, ktorý zaisťuje vedro na prvom poschodí, ho zdvihne na horné poschodie, pričom lano posunie. Toto je jednoduchý príklad použitia pevného bloku. Ak do vedra pridáte ďalšie koleso, získate systém blokov – pohyblivé a stacionárne.
Ďalší vzácnejší príklad použitia pevného bloku. Keď človek vytiahne auto z blata tak, že omotá ťažné lano okolo kmeňa stromu. Toto sa robí pre väčšie pohodlie, pretože ťažný navijak sa ľahko zachytí za malý koniec kábla omotaného okolo hlavne. Samotný takýto blok nemá žiadny zisk a keďže sa strom neotáča okolo svojej osi, odporová sila zvyšuje zaťaženie.
Príkladov využitia týchto jednoduchých mechanizmov je okolo nás veľa.
Najznámejším zariadením, ktoré funguje na princípe blokov, je reťazový kladkostroj. Aktívne sa používa v zdvíhacie mechanizmy. Blokový systém znižuje silu a celková práca sa znižuje 4-8 krát.
Riešenie problémov s pohyblivými a pevnými blokmi
Vo fyzikálnych úlohách je často potrebné určiť, aký celkový prírastok sily sa získa použitím blokov. Žiakovi je predstavený zložitý obvod, kde je za sebou zapojených niekoľko blokov rôznych typov.
Kľúč k riešeniu Takéto úlohy spočívajú v schopnosti porozumieť interakcii týchto zariadení. Každý blok sa vypočíta samostatne a potom sa pridá do celkového vzorca. Výpočtový vzorec pre celý problém je zostavený podľa schémy, ktorú študent nakreslil pri čítaní podmienky.
Aby sme lepšie porozumeli takýmto problémom, malo by sa to pamätať blok je druh páky. Získaná sila spôsobuje stratu vzdialenosti (v prípade pohybujúceho sa bloku).
Vzorec výpočtu je veľmi jednoduchý.
Pre pevný blok F=fmg, kde F je sila, f je koeficient odporu kvádra, m je hmotnosť bremena, g je gravitačná konštanta. Inými slovami, F je sila, ktorá musí byť použitá na zdvihnutie napríklad krabice zo zeme pomocou stacionárneho bloku. Ako vidíte, vzťah je priamy a neexistuje žiadny koeficient.
Na pohyblivý blok máme dvojnásobný zisk moci. Vzorec výpočtu je F=0,5fmg, pričom písmenové označenia sú podobné vzorcu vyššie. V súlade s tým, pri použití pohyblivého bloku, bude takáto krabica s hmotnosťou m zdvihnutá dvakrát ľahšie s blokom ako použitím iba vlastného chrbta.
poznač si to koeficient odporu vzduchu- to je odpor, ktorý vzniká v bloku, keď sa po ňom lano pohybuje. Zvyčajne sú tieto hodnoty špecifikované vo vyhlásení o probléme alebo sú to tabuľkové hodnoty. Niekedy sa v školských problémoch tieto koeficienty úplne vynechajú a neberú sa do úvahy.
Navyše na to netreba zabúdať ak je sila aplikovaná pod uhlom, potom musíte použiť štandardnú metódu výpočtu trojuholníka síl. Ak problém hovorí, že osoba ťahá bremeno na lano, ktoré je umiestnené v uhle 30 stupňov k horizontu, malo by sa to určite vziať do úvahy a uviesť na schéme výpočtu.