Kõige sagedamini kasutatakse tugevuse saamiseks lihtsaid mehhanisme. See tähendab, et väiksema jõuga liigutada sellega võrreldes suuremat raskust. Samal ajal ei saavutata jõu juurdekasvu "tasuta". Selle hind on kauguse kaotus, see tähendab, et tuleb teha suurem liikumine kui ilma kasutamata lihtne mehhanism. Kui aga jõud on piiratud, on vahemaa "kaubeldamine" jõuga kasulik.

Liigutatav ja fikseeritud plokk ja on üks lihtsate mehhanismide tüüpe. Lisaks on need modifitseeritud hoob, mis on samuti lihtne mehhanism.

Fikseeritud plokk ei anna tugevust, vaid muudab lihtsalt selle kasutamise suunda. Kujutage ette, et peate raske koorma köiega üles tõstma. Peate selle üles tõmbama. Kuid kui kasutate fikseeritud plokki, peate alla tõmbama, samal ajal kui koorem tõuseb üles. Sel juhul on teil lihtsam, kuna vajalik jõud on lihasjõu ja teie kaalu summa. Ilma fikseeritud plokki kasutamata tuleks rakendada sama jõudu, kuid see saavutataks ainult lihasjõu tõttu.

Fikseeritud plokk on ratas, millel on trossi jaoks soon. Ratas on fikseeritud, see võib pöörata ümber oma telje, kuid ei saa liikuda. Trossi (kaabli) otsad ripuvad alla, ühele kinnitatakse koormus, teisele rakendatakse jõudu. Kui tõmbate kaabli alla, siis koormus tõuseb.

Kuna jõudu juurde ei tule, ei kao ka kauguses. Millisel kaugusel koorem tõuseb, tuleb tross sama kaugele langetada.

Kasutamine veereplokk annab jõudu kaks korda (ideaalis). See tähendab, et kui koorma kaal on F, siis selle tõstmiseks tuleb rakendada jõudu F / 2. Liigutatav plokk koosneb samast kaablisoonega rattast. Siin on aga kaabli üks ots fikseeritud ja ratas on liigutatav. Ratas liigub koos koormaga.

Koorma kaal on allapoole suunatud jõud. Seda tasakaalustavad kaks ülespoole suunatud jõudu. Üks luuakse toega, mille külge kaabel on kinnitatud, ja teine ​​kaablist tõmmates. Trossi pinge on mõlemal küljel sama, mis tähendab, et koormuse kaal jaguneb nende vahel võrdselt. Seetõttu on iga jõud 2 korda väiksem kui koorma kaal.

Reaalsetes olukordades on tugevuse suurenemine vähem kui 2 korda, kuna tõstejõud "kulutatakse" osaliselt köie ja ploki raskusele, aga ka hõõrdumisele.

Liigutatav plokk, mis annab peaaegu kahekordse tugevuse, annab kahekordse kaotuse kauguses. Koorma tõstmiseks teatud kõrgusele h peavad ploki mõlemal küljel olevad trossid selle kõrguse võrra vähenema ehk kokku saadakse 2h.

Tavaliselt kasutatakse fikseeritud ja teisaldatavate plokkide kombinatsioone - ketttõstukeid. Need võimaldavad teil saada jõudu ja suunda. Mida rohkem liikuvaid plokke ketttõstukis on, seda suurem on tugevuse kasv.

Liigutatava ploki kasutamine annab kahekordse tugevuskasvu, fikseeritud ploki kasutamine võimaldab muuta rakendatava jõu suunda. Praktikas kasutatakse liikuvate ja fikseeritud plokkide kombinatsioone. Samas võimaldab iga liigutatav plokk vähendada rakendatavat jõudu poole võrra või kahekordistada koorma liikumiskiirust. Fikseeritud plokke kasutatakse teisaldatavate plokkide ühendamiseks ühtseks süsteemiks. Sellist liikuvate ja fikseeritud plokkide süsteemi nimetatakse ketttõstukiks.

Definitsioon

Ketttõstuk - liikuvate ja fikseeritud plokkide süsteem, mis on ühendatud painduva ühendusega (trossid, ketid), mida kasutatakse koormate tõstmise jõu või kiiruse suurendamiseks.

Ketttõstukit kasutatakse juhtudel, kui on vaja minimaalse pingutusega tõsta või teisaldada rasket koormat, pakkuda pinget vms. Lihtsaim ketttõstuk koosneb vaid ühest plokist ja trossist, samas võimaldab see poole võrra vähendada koorma tõstmiseks vajalikku tõmbejõudu.

Joonis 1. Iga ketttõstuki liikuv plokk suurendab tugevust või kiirust kahekordselt

Tavaliselt kasutatakse tõstemehhanismides jõuketttõstukeid, mis võimaldavad vähendada trossi pinget, momenti trumlile langeva koormuse kaalust ja ülekandearv mehhanism (tõstukid, vintsid). Kiireid kett-tõstukeid, mis võimaldavad veoelemendi madalatel kiirustel koormuse liikumiskiirust suurendada, kasutatakse palju harvemini. Neid kasutatakse hüdraulilistes või pneumaatilistes tõstukites, kahveltõstukites, kraanade teleskoopnoole pikendusmehhanismides.

Ketttõstuki peamine omadus on paljusus. See on painduva korpuse okste, millele koorem on riputatud, ja trumlile keritud okste arvu suhe (jõuketiga tõstukite puhul) või painduva korpuse esiotsa kiiruse suhe. kere juhitavale (kiire ketttõstuki jaoks). Suhteliselt öeldes on kordsus ketttõstuki kasutamisel teoreetiliselt arvutatud tugevuse või kiiruse suurenemine. Ketttõstuki paljususe muutumine toimub lisaplokkide sisestamise või eemaldamisega süsteemist, samal ajal kui trossi ots on paariskorrutisega kinnitatud fikseeritud konstruktsioonielemendi külge ja paaritu kordusega konksuklambri külge. .

Joonis 2. Trossikinnitus ketttõstuki paaris- ja paaritu kordusega

Tugevuse suurenemine $n$ liikuva ja $n$ fikseeritud plokiga rihmaratta kasutamisel määratakse valemiga: $P=2Fn$, kus $P$ on koormuse kaal, $F$ on rakendatav jõud rihmaratta ploki sisendis, $n$ - liikuvate plokkide arv.

Sõltuvalt tõstemehhanismi trumli külge kinnitatud trossiharude arvust võib eristada ühe- (liht-) ja kaheahelalisi tõstukeid. Üheahelalistes tõstukites tekib painduva elemendi kerimisel või kerimisel selle liikumise tõttu piki trumli telge, ebasoovitav muutus trumli tugede koormuses. Samuti, kui süsteemis puuduvad vabad plokid (konksuplokist läheb köis otse trumlisse), liigub koorem mitte ainult vertikaalses, vaid ka horisontaaltasapinnas.

Joonis 3. Ühe- ja kaheahelalised tõstukid

Koorma rangelt vertikaalse tõstmise tagamiseks kasutatakse topeltketiga tõstukeid (koosnevad kahest üksikust), sel juhul kinnitatakse trossi mõlemad otsad trumlile. Konksu vedrustuse normaalse asendi tagamiseks mõlema ketttõstuki painduva elemendi ebaühtlase venitamisega kasutatakse tasakaalustajat või tasandusplokke.

Joonis 4. Koorma tõstmise vertikaalsuse tagamise viisid

Kiired ketttõstukid erinevad jõu teemad et neis töötav jõud, mida tavaliselt arendab hüdro- või pneumaatiline silinder, rakendatakse liikuvale klambrile ja koorem riputatakse köie või keti vabast otsast. Kiiruse suurenemine sellise ketttõstuki kasutamisel saadakse koorma kõrguse suurenemise tulemusena.

Ketttõstukite kasutamisel tuleb silmas pidada, et süsteemis kasutatavad elemendid ei ole absoluutselt painduvad kehad, vaid neil on teatud jäikus, mistõttu vastutulev haru ei satu kohe ploki voogu, väljapääsev aga küll. mitte kohe sirgu. See on kõige märgatavam terastrosside kasutamisel.

Küsimus: miks on ehituskraanadel konks, mis koormat kannab, mitte kaabli otsas, vaid liigutatava ploki hoidikus?

Vastus: koorma tõstmise vertikaalsuse tagamiseks.

Joonisel 5 on kujutatud jõuseadusega ketttõstuk, milles on mitu liigutatavat plokki ja fikseeritud plokk on ainult üks. Määrake, kui palju raskust saab tõsta, rakendades fikseeritud plokile jõudu $F$ = 200 N?

Joonis 5

Iga jõuahela ploki liikuv plokk kahekordistab rakendatud jõu. Kaal, mida saab tõsta kolmanda astme jõuseaduse rihmarattaga (arvestamata hõõrdejõudude ja kaabli jäikuse parandusi), määratakse järgmise valemiga:

Vastus: ketttõstuk suudab tõsta 800 N kaaluvat koormat.

Bibliograafiline kirjeldus:Šumeiko A. V., Vetašenko O. G. Moodne välimus 7. klassi füüsikaõpikutest uuritud lihtsa mehhanismi "ploki" kohta // Noor teadlane. 2016. №2. S. 106-113..07.2019).

7. klassi füüsikaõpikud tõlgendavad lihtsat plokimehhanismi õppides võidu saamist erinevalt. jõudu koorma tõstmisel kasutades seda mehhanismi, näiteks: Perõškini õpik A. B. võit sisse abil saavutatud tugevus kasutades ploki ratast, millele mõjuvad kangi jõud, ja Gendensteini õpikus L. E. sama võimendus saadakse koos kasutades köit, mis on allutatud trossi pingele. erinevaid õpikuid, mitmesugused esemed Ja erinevad jõud - selleks, et võita jõudu koorma tõstmisel. Seetõttu on selle artikli eesmärk otsida objekte ja tugevus, koos mille kaudu kasu saadakse jõu abil koorma tõstmisel lihtsa plokkmehhanismiga.

Märksõnad:

Kõigepealt tutvume ja võrdleme, kuidas nad saavad lihtsa plokkmehhanismiga koorma tõstmisel jõudu juurde, 7. klassi füüsikaõpikutes, selleks paneme samade mõistetega väljavõtteid õpikute tekstidest, selgus, asetame tabelisse.

Perõškin A. V. Füüsika. 7. klass. § 61. Kangi tasakaalureegli rakendamine plokile, lk 180–183.	Gendenstein L. E. Füüsika. 7. klass. § 24. Lihtmehhanismid, lk 188–196.
"Blokeeri on soonega ratas, mis on hoidikus tugevdatud. Mööda ploki vihmaveerenni juhitakse köis, kaabel või kett. "Fikseeritud plokk nad nimetavad sellist plokki, mille telg on fikseeritud ja raskuste tõstmisel see ei tõuse ega lange (joon. 177). Fikseeritud plokki võib käsitleda kui võrdse käega hooba, milles jõudude õlgad on võrdsed ratta raadiusega (joonis 178): OA=OB=r. Selline plokk ei anna jõudu juurde. (F1 = F2), kuid võimaldab teil muuta jõu suunda ".	„Kas fikseeritud plokk annab jõudu juurde? ... joonisel 24.1a on kaabel venitatud jõuga, mille kalamees kaabli vabale otsale rakendab. Trossi pingutusjõud jääb piki kaablit konstantseks, seega kaabli küljelt koormani (kala ) mõjub sama mooduljõud. Seetõttu ei anna fikseeritud plokk tugevust. 6. Kuidas saab fikseeritud ploki abil jõudu juurde saada? Kui inimene tõstab ise nagu on näidatud joonisel 24.6, siis jaotub inimese kaal võrdselt kahele kaabli osale (ploki vastaskülgedel). Seetõttu tõstab inimene ennast, rakendades jõudu, mis on poole tema raskusest.
„Liigutatav plokk on plokk, mille telg tõuseb ja langeb koos koormaga (joon. 179). Joonisel 180 on näidatud sellele vastav hoob: O - kangi tugipunkt, AO - jõu õlg P ja OB - jõu õlg F. Kuna OB õlg on 2 korda suurem kui OA õlg, siis jõud F on jõust P 2 korda väiksem: F=P/2. Seega liigutatav plokk annab sissetugevus 2 korda.	"5. Miks liikuv plokk annab sissetugevus sissekaks korda? Koorma ühtlasel tõstmisel liigub ka liigutatav plokk ühtlaselt. See tähendab, et kõigi sellele rakendatud jõudude resultant on null. Kui ploki massi ja hõõrdumist selles võib tähelepanuta jätta, siis võib eeldada, et plokile mõjub kolm jõudu: allapoole suunatud koormuse kaal P ja ülespoole suunatud kaks identset trossi pingutusjõudu F. Kuna nende jõudude resultant on null, siis P = 2F, st koormuse kaal on 2 korda suurem kaabli tõmbejõust. Kuid trossi pingutusjõud on just see jõud, mis rakendub koorma tõstmisel liikuva ploki abil. Seega oleme tõestanud et liigutatav plokk annab võimenduse sisse tugevus 2 korda.
“Tavaliselt kasutatakse praktikas fikseeritud ploki kombinatsiooni teisaldatavaga (joonis 181). Fikseeritud plokki kasutatakse ainult mugavuse huvides. See ei anna jõudu juurde, kuid muudab jõu suunda, näiteks võimaldab maapinnal seistes koormat tõsta. Joon.181. Liigutatavate ja fikseeritud plokkide kombinatsioon - ketttõstuk ".	12. Joonis 24.7 näitab süsteemi plokid. Mitu liikuvat klotsi sellel on ja kui palju fikseeritud? Millise tugevuskasvu annab selline plokkide süsteem, kui hõõrdumine ja kas plokkide massi võib tähelepanuta jätta? . Joon.24.7. Vastus lk 240: “12.Kolm liigutatav plokk ja üks fikseeritud; 8 korda".

Võtame kokku õpikute tekstide ja kujunditega tutvumise ja võrdlemise:

A. V. Perõškini õpikus on tõendid tugevuse suurenemise kohta ploki rattal ja mõjuv jõud on kangi jõud; koorma tõstmisel ei anna fikseeritud plokk tugevust ja liigutatav plokk 2 korda. Ei räägita kaablist, mille küljes koorem ripub fikseeritud ploki küljes ja teisaldatavast plokist koormaga.

Seevastu L. E. Gendensteini õpikus tõendatakse tugevuse suurenemist kaablil, mille küljes ripub koorem või koormaga teisaldatav plokk ja mõjuvaks jõuks on kaabli pingutusjõud; koorma tõstmisel võib fikseeritud plokk anda 2-kordse tugevuse ja plokiratta kangist pole tekstis juttugi.

Rihmaratta ja kaabli abil jõu juurdekasvu kirjeldava kirjanduse otsimine viis akadeemik G.S. Landsbergi toimetatud "Füüsika algõpiku" §84-ni. lihtsad masinad lehekülgedel 168–175 on toodud kirjeldused: “üksrihmaratas, kaherattaline rihmaratas, värav, ketttõstuk ja diferentsiaalratas”. Tõepoolest, oma konstruktsiooni järgi annab "topeltplokk koormuse tõstmisel tugevuse kasvu plokkide raadiuste pikkuse erinevuse tõttu", mille abil koorem tõstetakse, ja "ketttõstuk" - annab koormuse tõstmisel jõudu juurde tänu trossile, mille mitmel osal koorem ripub. Seega oli võimalik teada saada, miks need annavad tugevuse juurde, koormuse tõstmisel eraldi plokk ja tross (köis), kuid ei õnnestunud välja selgitada, kuidas plokk ja tross omavahel suhtlevad ja ülekanduvad. koorma kaal üksteise suhtes, kuna koorma saab riputada kaablile ja kaabel visatakse üle ploki või koorem võib ploki küljes rippuda ja plokk ripub kaabli küljes. Selgus, et kaabli tõmbejõud on konstantne ja toimib kogu kaabli pikkuses, mistõttu koormuse raskuse ülekandmine kaabli poolt plokile toimub igas kaabli ja ploki kokkupuutepunktis. , samuti plokile riputatud koormuse raskuse ülekandmine kaablile. Ploki ja kaabli koostoime selgitamiseks viime läbi katseid liikuva ploki abil tugevuse suurendamiseks koorma tõstmisel, kasutades kooli füüsikaklassi varustust: dünamomeetrid, laboriplokid ja koormuste komplekt. 1 N (102 g). Alustame katseid liikuva plokiga, sest meil on kolm erinevad versioonid selle ploki abil jõudu juurde saada. Esimene versioon on “Joon.180. Liigutatav plokk hoovana ebavõrdsete õlgadega "- A. V. Perõškini õpik, teine" joon. 24.5 ... kaks identset trossi pingutusjõudu F ", - L. E. Gendensteini õpiku järgi ja lõpuks kolmas" joon. 145. Polyspast " . Koorma tõstmine ketttõstuki liigutatava klambriga ühe trossi mitmele osale - Landsbergi G.S. õpiku järgi.

Kogemus number 1. "Joonis 183"

Katse nr 1 läbiviimiseks, saades vastavalt A. V. Perõškini õpikule liikuvale plokile "ebavõrdsete õlgadega kangi OAB joon. 180" tugevuse suurenemise, tõmmake liigutatava ploki "joonis 183" asendisse 1 hoob. ebavõrdsed õlad OAB, nagu "Joonis 180", ja alustage koorma tõstmist positsioonist 1 asendisse 2. Samal hetkel hakkab plokk pöörlema ​​vastupäeva ümber oma telje punktis A ja punkt B on ots hoob, millest kaugemale tõstetakse, ületab poolringi, mida mööda tross liigub altpoolt ümber liikuva ploki. Punkt O - kangi tugipunkt, mis tuleks fikseerida, läheb alla, vt "Joonis 183" - asend 2, st ebavõrdsete õlgadega kang OAB muutub võrdsete õlgadega kangiks (punktid O ja B läbivad samu radu ).

Tuginedes katses nr 1 saadud andmetele liigutataval plokil oleva OAB-kangi asendi muutuste kohta koormuse tõstmisel asendist 1 asendisse 2, võime järeldada, et liigutatava ploki kujutamine ebavõrdsete kätega kangina. “Joonis 180” vastab koormuse tõstmisel ploki pöörlemisega ümber oma telje võrdsete õlgadega kangi, mis ei anna koorma tõstmisel jõudu juurde.

Alustame katset nr 2 kinnitades kaabli otstesse dünamomeetrid, mille külge riputame teisaldatava ploki koormaga 102 g, mis vastab raskusjõule 1 N. Kinnitame kaabli ühe otsa. kaabel vedrustuse külge ja kaabli teise otsa jaoks tõstame koorma liikuvale plokile. Enne tõstmist muutusid mõlema dünamomeetri näidud 0,5 N, tõstmise alguses, dünamomeetri, mille jaoks tõstmine toimub, näidud muutusid 0,6 N-ks ja jäid nii tõstmise ajal, peale tõstmist, näidud taastusid 0,5 N-le. Fikseeritud vedrustuse jaoks fikseeritud dünamomeetri näidud tõusu ajal ei muutunud ja jäid võrdseks 0,5 N. Analüüsime katse tulemusi:

1. Enne tõstmist, kui liikuval plokil ripub 1 N (102 g) koorem, jaotatakse koorma kaal kogu ratta peale ja kantakse kaablile, mis läheb altpoolt ümber ploki kogu poolringiga. ratas.
2. Enne tõstmist on mõlema dünamomeetri näidud 0,5 N, mis näitab 1 N (102 g) koormuse jaotust kaabli kahele osale (enne ja pärast plokki) või kaabli pingutusjõudu. 0,5 N ja on sama kogu kaabli pikkuses (mis on alguses, sama on kaabli lõpus) ​​- mõlemad väited on tõesed.

Võrdleme katse nr 2 analüüsi õpikute versioonidega liikuva plokiga 2-kordse tugevuse suurendamise kohta. Alustame Gendensteini õpiku L.E väitega "... et plokile mõjub kolm jõudu: koormuse P kaal, mis on suunatud allapoole, ja kaks identset ülespoole suunatud kaabli pingutusjõudu (joon. 24.5)". Õigem oleks öelda, et koorma kaal on “Joon. 14,5" jaotati kaabli kaheks osaks, enne ja pärast plokki, kuna kaabli pingutusjõud on üks. Jääb üle analüüsida allkirja “Joonis 181” all A. V. Perõškini õpikust “Liigutatavate ja fikseeritud plokkide kombinatsioon – ketttõstuk”. Seadme kirjeldus ja tugevuse suurendamine koormuse tõstmisel ketttõstukiga on toodud Füüsika algõpikus, toim. Lansberg G.S. kus öeldakse: "Iga trossitükk plokkide vahel mõjub liikuvale koormusele jõuga T ja kõik köiejupid mõjuvad jõuga nT, kus n on köie üksikute osade arv ühendades ploki mõlemad osad. Selgub, et kui “Joonisele 181” rakendame G. Landsbergi füüsika algõpiku järgi ketttõstuki “mõlemat osa ühendava trossi” tugevuse kasvu, siis tugevuse suurenemise kirjeldust G. Landsbergi füüsika algõpikust. liigutatav plokk “Joonis 179 ja vastavalt ka joonis 180” oleks viga.

Pärast nelja füüsikaõpiku analüüsimist võime järeldada, et olemasolev kirjeldus Lihtsa mehhanismi abil tugevuse suurendamiseks ei vasta plokk tegelikule asjade seisule ja nõuab seetõttu lihtsa mehhanismi ploki töö uut kirjeldust.

Lihtne tõstemehhanism koosneb plokist ja kaablist (köis või kett).

Selle plokid tõstemehhanism alajaotatud:

disaini järgi lihtsaks ja keeruliseks;

vastavalt liikuva ja statsionaarse koormuse tõstmise meetodile.

Alustame oma tutvust plokkide ehitamisega sellest lihtne plokk, mis on ümber oma telje pöörlev ratas, mille ümbermõõt on soonega trossi (trossi, ketti) jaoks Joon. 1 ja seda võib vaadelda kui võrdse käega hooba, milles jõudude õlgad on võrdsed raadiusega rattast: OA \u003d OB \u003d r. Selline plokk ei anna tugevust, kuid võimaldab teil muuta kaabli (köis, kett) liikumissuunda.

kahekordne plokk koosneb kahest erineva raadiusega plokist, mis on omavahel jäigalt kinnitatud ja külge kinnitatud ühine telg joon.2. Plokkide r1 ja r2 raadiused on erinevad ning koorma tõstmisel toimivad need ebavõrdsete harudega hoovana ning jõuvõimendus võrdub suurema läbimõõduga ploki raadiuste pikkuste suhtega väiksema läbimõõduga plokk F = Р·r1/r2.

värav koosneb silindrist (trumlist) ja selle külge kinnitatud käepidemest, mis toimib plokina suur läbimõõt, Kaelusega antud tugevuse kasvu määrab käepidemega kirjeldatud ringi R raadiuse ja silindri r raadiuse suhtega, millele köis on keritud F = Р·r/R.

Liigume edasi koormuse plokkidena tõstmise meetodi juurde. Disaini kirjelduse järgi on kõigil plokkidel telg, mille ümber nad pöörlevad. Kui ploki telg on fikseeritud ja koormate tõstmisel ei tõuse ega lange, siis nimetatakse sellist plokki fikseeritud plokk, lihtplokk, topeltplokk, värav.

Kell veereplokk telg tõuseb ja langeb koos koormaga (joon. 10) ja see on mõeldud peamiselt kaabli murdumise kõrvaldamiseks koormuse rippumise kohas.

Tutvume koorma tõstmise seadme ja meetodiga.Lihtsa tõstemehhanismi teine ​​osa on tross, köis või kett. Tross on valmistatud terastraatidest, köis keermedest või niitidest ja kett koosneb omavahel ühendatud lülidest.

Koorma riputamise ja tugevuse suurendamise viisid koorma tõstmisel kaabli abil:

Joonisel fig. 4, koorem on fikseeritud kaabli ühes otsas ja kui tõstate koormat kaabli teises otsas, siis selle koormuse tõstmiseks on vaja jõudu, mis on veidi suurem kui koorma kaal, kuna lihtne tugevuse suurendamise plokk ei anna F = P.

Joonisel 5 tõstab koormat töötaja ise trossi abil, mis läheb ülalt ümber lihtsa ploki, kaabli esimese osa ühes otsas on iste, millel töötaja istub ja teises. osa trossist tõstab töötaja ennast 2 korda väiksema jõuga kui tema kaal, kuna töötaja kaal jagunes kaabli kaheks osaks, millest esimene - istmelt plokini ja teine ​​- plokist. töötaja kätte F \u003d P / 2.

Joonisel 6 tõstavad koormat kaks töötajat kahe kaabli jaoks ja koormuse kaal jaotatakse kaablite vahel võrdselt ning seetõttu tõstab iga töötaja koormat jõuga poole koormuse massist F = P / 2 .

Joonisel 7 tõstavad töötajad koormat, mis ripub ühe kaabli kahel osal ja koormuse kaal jaotatakse võrdselt selle kaabli osade vahel (nagu kahe kaabli vahel) ning iga töötaja tõstab koormat jõuga, mis on võrdne pool koormuse kaalust F = P / 2.

Joonisel 8 kinnitati kaabli ots, mille jaoks üks töötajatest koormat tõstis, fikseeritud vedrustuse külge ning koorma raskus jaotati kaabli kaheks osaks ning kui töötaja koormat tõstab kaabli teiseks otsaks on jõud, millega töötaja koormat tõstab, kaks korda väiksem kui koorma kaal F = P / 2 ja koormuse tõstmine on 2 korda aeglasem.

Joonisel 9 ripub koorem ühe kaabli 3 osa küljes, mille üks ots on fikseeritud ja tugevuse suurenemine koormuse tõstmisel võrdub 3-ga, kuna koormuse kaal jaotub kolme osa peale kaablist F = P / 3.

Painde kõrvaldamiseks ja hõõrdejõu vähendamiseks paigaldatakse koormuse riputuskohale lihtne plokk ja koormuse tõstmiseks vajalik jõud ei ole muutunud, kuna lihtne plokk ei anna tugevuse suurenemist joonisel 10. ja joonis 11 ning plokki ennast nimetatakse liikuv plokk, kuna selle ploki telg tõuseb ja langeb koos koormusega.

Teoreetiliselt saab koormat riputada piiramatu arvu ühe kaabli osade külge, kuid praktikas on need piiratud kuue osaga ja selline tõstemehhanism on nn. ketttõstuk, mis koosneb fikseeritud ja liigutatavatest klambritest lihtsad klotsid, mis on vaheldumisi kaabli abil ümber painutatud, ühest otsast fikseeritud fikseeritud klambri külge ja koormat tõstab kaabli teine ​​ots. Tugevuse suurenemine sõltub köie osade arvust fikseeritud ja liigutatavate klambrite vahel, reeglina on see 6 osa trossist ja tugevuse suurenemine on 6 korda.

Artiklis käsitletakse tegelikke koostoimeid plokkide ja kaabli vahel koorma tõstmisel. Senine praktika määramisel, et "fikseeritud plokk ei suurenda tugevust ja teisaldatav plokk suurendab tugevust 2 korda", tõlgendas ekslikult kaabli ja ploki koostoimet. tõstemehhanism ja ei kajastanud kogu plokikujunduste mitmekesisust, mis viis ploki kohta ühekülgsete ekslike ideede väljatöötamiseni. Võrreldes olemasolevate materjalide mahuga lihtsa plokkmehhanismi uurimiseks on artikli maht 2 korda suurenenud, kuid see võimaldas lihtsas tõstemehhanismis toimuvaid protsesse selgelt ja arusaadavalt selgitada mitte ainult õpilastele, vaid ka õpetajatele.

Kirjandus:

1. Peryshkin, A. V. Füüsika, 7. klass: õpik / A. V. Peryshkin. - 3. tr., lisa - M .: Bustard, 2014, - 224 s,: ill. ISBN 978-5-358-14436-1. § 61. Kangi tasakaalureegli rakendamine plokile, lk 181–183.
2. Gendenstein, L. E. Füüsika. 7. klass. Kell 14.00 1. osa. Õpik for õppeasutused/ L. E. Gendenshten, A. B. Kaydalov, V. B. Koževnikov; toim. V. A. Orlova, I. I. Roizen – 2. trükk, parandatud. - M.: Mnemosyne, 2010.-254 lk.: ill. ISBN 978-5-346-01453-9. § 24. Lihtmehhanismid, lk 188–196.
3. Akadeemik G. S. Landsbergi toimetatud füüsika algõpik 1. köide. Mehaanika. Kuumus. Molekulaarfüüsika - 10. väljaanne - M.: Nauka, 1985. § 84. Lihtmasinad, lk 168–175.
4. Gromov, S. V. Füüsika: Proc. 7 raku jaoks. Üldharidus institutsioonid / S. V. Gromov, N. A. Rodina. - 3. väljaanne. - M.: Valgustus, 2001.-158 s,: ill. ISBN-5-09-010349-6. §22. Plokk, lk 55-57.

Märksõnad: plokk, topeltplokk, fikseeritud plokk, teisaldatav plokk, ketttõstuk..

Märkus: 7. klassi füüsikaõpikud, lihtsa mehhanismi õppimisel tõlgendab plokk seda mehhanismi kasutades erineval viisil tugevuse suurenemist koormuse tõstmisel, näiteks: A. V. Perõškini õpikus saavutatakse tugevuse suurenemine ratta abil. plokist, millele mõjuvad kangijõud, ja L. E. Gendenshteini õpikus saadakse sama võimendus trossi abil, millele mõjub trossi pingutusjõud. Erinevad õpikud, erinevad esemed ja erinevad jõud – et koorma tõstmisel jõudu juurde saada. Seetõttu on käesoleva artikli eesmärk otsida objekte ja jõude, mille abil saab lihtsa plokkmehhanismiga koorma tõstmisel jõudu juurde.

Plokk on omamoodi hoob, see on soonega ratas (joon. 1), läbi soone saab lasta trossi, trossi, trossi või ketti.

Joonis 1. Üldine vorm blokk

Plokid jagunevad mobiilseteks ja fikseeritud.

Fikseeritud ploki juures on telg fikseeritud, koorma tõstmisel või langetamisel see ei tõuse ega lange. Tähistame tõstetava koormuse raskust P, rakendatud jõudu, F, tugipunkti - O (joonis 2).

Joonis 2. Fikseeritud plokk

Jõu P haruks on segment OA (jõu õlg l 1), jõuõlg F segment OB (jõuõlg l 2) (joonis 3). Need segmendid on ratta raadiused, siis on õlad raadiusega võrdsed. Kui õlad on võrdsed, on koormuse kaal ja tõstmiseks rakendatav jõud arvuliselt võrdsed.

Joonis 3. Fikseeritud plokk

Selline plokk ei anna tugevuse juurde.Sellest võib järeldada, et tõstmise hõlbustamiseks on soovitav kasutada fikseeritud plokki, allapoole suunatud jõudu kasutades on koormat lihtsam üles tõsta.

Seade, milles telge saab koos koormaga tõsta ja langetada. Toiming on sarnane kangi tegevusega (joonis 4).

Riis. 4. Liigutatav plokk

Selle ploki toimimiseks kinnitatakse köie üks ots, teisele otsale rakendame jõudu F, et tõsta raskust P, koorem kinnitatakse punkti A. Pöörlemise toetuspunktiks on punkt O, sest igas otsas liikumishetkel plokk pöördub ja punkt O toimib tugipunktina (joon.5).

Riis. 5. Liikuv plokk

Jõu F õla väärtus on kaks raadiust.

Jõu P õla väärtus on üks raadius.

Jõudude harud erinevad kahekordselt, kangi tasakaalureegli järgi erinevad jõud kaks korda. P-raskusega koorma tõstmiseks vajalik jõud on pool koorma kaalust. Liigutatav plokk annab kahekordse tugevuse eelise.

Praktikas kasutatakse tõstmiseks rakendatava jõu suuna muutmiseks ja poole võrra vähendamiseks plokkide kombinatsioone (joonis 6).

Riis. 6. Liigutatavate ja fikseeritud klotside kombinatsioon

Tunnis tutvusime fikseeritud ja teisaldatava ploki seadmega, demonteeritud, et klotsid on hoobade sordid. Selle teema probleemide lahendamiseks on vaja meeles pidada kangi tasakaalureeglit: jõudude suhe on pöördvõrdeline nende jõudude õlgade suhtega.

1. Lukašik V.I., Ivanova E.V. Füüsika ülesannete kogumik õppeasutuste 7-9 klassile. - 17. väljaanne. - M.: Valgustus, 2004.
2. Peryshkin A.V. Füüsika. 7 rakku - 14. väljaanne, stereotüüp. - M.: Bustard, 2010.
3. Peryshkin A.V. Füüsika ülesannete kogumik, 7-9 klass: 5. tr., stereotüüp. - M: Eksamikirjastus, 2010.

1. Class-fizika.narod.ru ().
2. School.xvatit.com().
3. teadusmaa.info().

Kodutöö

1. Uurige ise, mis on ketttõstuk ja millist jõudu see annab.
2. Kus kasutatakse igapäevaelus fikseeritud ja teisaldatavaid plokke?
3. Kui lihtne on üles ronida: ronida mööda köit või ronida fikseeritud klotsiga?