Определение подвижного блока, свойства, формула для нахождения

В физике механическое приспособление в виде колеса с желобом называется блоком. Этот простой механизм вращается вокруг своей оси, а углубление в нем предназначено для троса, который подцепляется к грузу. Основное назначение устройства — облегчение подъема и экономия силы. 

Различают два вида блоков: подвижный и неподвижный. Первый перемещается вместе с грузом. Второй остается на месте, но позволяет менять направление движения. 

Блоки использовали еще в Древней Греции. Архимед видел сходство между блоком и рычагом. Неподвижный блок он соотносил с равноплечим рычагом, а подвижный с неравноплечим. 

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Примечание

По легенде, Архимед использовал подвижный блок для спуска огромного корабля на воду. 

Преимущество подвижного блока

При использовании этого блока происходит двукратный выигрыш в силе. Ось его не зафиксирована, а движется вместе с грузом, который прикрепляется к центру устройства. Согласно правилу, момент силы — это произведение силы и плеча веса:

M=F × l

Экономия происходит вследствие того, что плечо веса (F1) и плечо силы тяги (F2) неравнозначны. Первое равно радиусу блока, а второе — его диаметру. 

Расчет силы

Сила, с которой нужно воздействовать на подвижный блок, рассчитывается по формуле:

\(F = \frac{P}{2} \)

Но в этой формулировке не учитывается такая величина, как сила трения, затрудняющая движение груза. Поэтому уравнение соответствует идеальному блоку. 

Для определения работы блока в реальных условиях в выражение добавляют коэффициент трения.

Где применяется

Подвижный блок облегчает подъем груза, поэтому прежде всего этот механизм стали применять в работе с тяжелыми грузами: в строительстве, разгрузочных работах, спуске на воду тяжелых судов.

Устройство помогает работать канатным дорогам, лодочным лебедкам и буровым установкам. Французские шторы — жалюзи — работают по схеме подвижного блока.

В некоторых машинах задействуют системы сочетания блоков, например, в грузоподъемной технике используют полиспаст — обойму из подвижных и неподвижных блоков.

Примеры расчета

Задача1

Определите вес груза, который поднимают с помощью подвижного блока, если известно, что веревку тянут с силой 150Н.

Решение

Так как подвижный блок дает выигрыш в силе в 2 раза, то рассчитать вес нужно по формуле:

\(P=F×2=150×2=300Н\)

Задача 2

С какой силой нужно тянуть груз весом 50Н с помощью подвижного блока? 

Решение

\(F=P/2=50/2=25H\)

Насколько полезной была для вас статья?

Рейтинг: 4.67 (Голосов: 3)

Заметили ошибку?

Выделите текст и нажмите одновременно клавиши «Ctrl» и «Enter»