Blloku është një lloj levë, është një rrotë me një zakon (Fig. 1), një litar, një litar ose një zinxhir;

Fig.1. Forma e përgjithshme bllokoj

Blloqet ndahen në të lëvizshme dhe fikse.

Boshti i një blloku të palëvizshëm është i fiksuar kur ngrihet ose ulet një ngarkesë, ai nuk ngrihet ose bie. Pesha e ngarkesës që ne ngremë do të shënohet me P, forca e aplikuar do të shënohet me F dhe pika e pikës kryesore do të shënohet me O (Fig. 2).

Fig.2. Blloku fiks

Krahu i forcës P do të jetë segmenti OA (krahu i forcës l 1), krahu i forcës F segmenti OB (krahu i forcës l 2) (Fig. 3). Këto segmente janë rrezet e rrotës, atëherë krahët janë të barabartë me rrezen. Nëse shpatullat janë të barabarta, atëherë pesha e ngarkesës dhe forca që aplikojmë për të ngritur janë numerikisht të barabarta.

Fig.3. Blloku fiks

Një bllok i tillë nuk siguron ndonjë fitim në forcë Nga kjo mund të konkludojmë se është e këshillueshme që të përdoret një bllok i palëvizshëm për lehtësinë e ngritjes, duke përdorur një forcë që drejtohet poshtë.

Një pajisje në të cilën boshti mund të ngrihet dhe ulet me një ngarkesë. Veprimi është i ngjashëm me veprimin e levës (Fig. 4).

Oriz. 4. Blloku i lëvizshëm

Për të funksionuar këtë bllok, njëra skaj i litarit është i fiksuar, një forcë F zbatohet në skajin tjetër për të ngritur një ngarkesë me peshë P, ngarkesa është ngjitur në pikën A. Pika mbështetëse gjatë rrotullimit do të jetë pika O, sepse në çdo momenti i lëvizjes blloku rrotullohet dhe pika O shërben si pikëmbështetje (Fig. 5).

Oriz. 5. Blloku i lëvizshëm

Vlera e krahut të forcës F është dy rreze.

Vlera e krahut të forcës P është një rreze.

Krahët e forcave ndryshojnë me një faktor prej dy, sipas rregullit të ekuilibrit të levës, forcat ndryshojnë me një faktor prej dy. Forca e nevojshme për të ngritur një ngarkesë me peshë P do të jetë sa gjysma e peshës së ngarkesës. Blloku i lëvizshëm jep avantazhin e forcës dyfish.

Në praktikë, kombinimet e blloqeve përdoren për të ndryshuar drejtimin e veprimit të forcës së aplikuar për ngritjen dhe për ta zvogëluar atë përgjysmë (Fig. 6).

Oriz. 6. Kombinimi i blloqeve të lëvizshme dhe fikse

Gjatë orës së mësimit u njohëm me strukturën e një blloku të palëvizshëm dhe të lëvizshëm dhe mësuam se blloqet janë lloje levash. Për të zgjidhur problemet në këtë temë, duhet të mbani mend rregullin e ekuilibrit të levës: raporti i forcave është në përpjesëtim të zhdrejtë me raportin e krahëve të këtyre forcave.

1. Lukashik V.I., Ivanova E.V. Përmbledhje problemash të fizikës për klasat 7-9 institucionet arsimore. - Botimi i 17-të. - M.: Arsimi, 2004.
2. Peryshkin A.V. Fizika. klasa e 7-të - Botimi i 14-të, stereotip. - M.: Bustard, 2010.
3. Peryshkin A.V. Përmbledhje problemesh në fizikë, klasat 7-9: Botimi i 5-të, stereotip. - M: Shtëpia Botuese “Provimi”, 2010.

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

Detyre shtepie

1. Zbuloni vetë se çfarë është një ngritës me zinxhir dhe çfarë fitimesh fuqie jep ai.
2. Ku përdoren blloqet fikse dhe të lëvizshme në jetën e përditshme?
3. Çfarë është më e lehtë për t'u ngjitur lart: të ngjitesh në një litar apo të ngjitesh duke përdorur një bllok të palëvizshëm?

Përdorimi i një blloku të lëvizshëm jep një fitim të dyfishtë në fuqi, përdorimi i një blloku të palëvizshëm ju lejon të ndryshoni drejtimin e forcës së aplikuar. Në praktikë, përdoren kombinime të blloqeve të lëvizshme dhe fikse. Për më tepër, çdo bllok lëvizës ju lejon të përgjysmoni forcën e aplikuar ose të dyfishoni shpejtësinë e lëvizjes së ngarkesës. Blloqet fikse përdoren për të lidhur blloqe të lëvizshme në një sistem të vetëm. Një sistem i tillë i blloqeve të lëvizshme dhe fikse quhet bllok rrotullues.

Përkufizimi

Një bllok rrotullash është një sistem blloqesh të lëvizshëm dhe fiks të lidhur me një lidhje fleksibël (litarë, zinxhirë) që përdoren për të rritur forcën ose shpejtësinë e ngritjes së ngarkesave.

Një ngritës zinxhir përdoret në rastet kur është e nevojshme të ngrihet ose të zhvendoset një ngarkesë e rëndë me përpjekje minimale, të sigurohet tension, etj. Sistemi më i thjeshtë i rrotullës përbëhet nga vetëm një bllok dhe një litar, dhe në të njëjtën kohë ju lejon të përgjysmoni forcën tërheqëse të nevojshme për të ngritur një ngarkesë.

Figura 1. Çdo bllok lëvizës në rrotull jep një fitim të dyfishtë në forcë ose shpejtësi

Në mënyrë tipike, mekanizmat e ngritjes përdorin rrotullat e fuqisë për të ulur tensionin e litarit, momentin nga pesha e ngarkesës në kazan dhe raporti i marsheve mekanizëm (ngritës, çikrik). Rrotullat me shpejtësi të lartë, të cilat bëjnë të mundur marrjen e një fitimi në shpejtësinë e lëvizjes së ngarkesës me shpejtësi të ulët të elementit të makinës, përdoren shumë më rrallë. Ato përdoren në ashensorët hidraulikë ose pneumatikë, ngarkuesit dhe mekanizmat e zgjatjes së bumit teleskopik të vinçave.

Karakteristika kryesore e rrotullës është shumësia. Ky është raporti i numrit të degëve të trupit fleksibël në të cilin ngarkesa është pezulluar me numrin e degëve të plagosura në kazan (për rrotullat e fuqisë), ose raporti i shpejtësisë së skajit kryesor të trupit fleksibël ndaj fundi i shtyrë (për rrotullat me shpejtësi të lartë). Duke folur relativisht, shumëfishimi është një koeficient i llogaritur teorikisht i fitimit në forcë ose shpejtësi kur përdoret një ngritës zinxhir. Ndryshimi i shumëfishimit të sistemit të rrotullës ndodh duke futur ose hequr blloqe shtesë nga sistemi, ndërsa fundi i litarit me një shumësi të barabartë është ngjitur në një element strukturor fiks, dhe me një shumësi të çuditshme - në kapësen e grepit.

Figura 2. Mbërthimi me litar me shumësi çift dhe tek të sistemit të rrotullave

Fitimi në fuqi kur përdoret një rrotull me blloqe fikse $n$ të lëvizshme dhe $n$ përcaktohet nga formula: $P=2Fn$, ku $P$ është pesha e ngarkesës, $F$ është forca e aplikuar në hyrja e rrotullës, $n$ - numri i blloqeve lëvizëse.

Në varësi të numrit të degëve të litarit të bashkangjitur në kazanin e mekanizmit ngritës, mund të dallohen ngritëset e vetme (të thjeshta) dhe të dyfishta me rrotull. NË ngritës me një rrotull, kur mbështjellni ose hapni një element fleksibël për shkak të lëvizjes së tij përgjatë boshtit të daulles, krijohet një ndryshim i padëshirueshëm në ngarkesën në mbështetëset e daulleve. Gjithashtu, nëse nuk ka blloqe të lira në sistem (litari nga blloku i pezullimit të grepit kalon drejtpërdrejt në daulle), ngarkesa lëviz jo vetëm në rrafshin vertikal, por edhe në rrafshin horizontal.

Figura 3. Makara të vetme dhe të dyfishta

Për të siguruar ngritjen rreptësisht vertikale të ngarkesës, përdoren rrotulla të dyfishta (të përbëra nga dy të vetme), në këtë rast, të dy skajet e litarit janë fiksuar në daulle; Për të siguruar pozicionin normal të pezullimit të grepit në rast të shtrirjes së pabarabartë të elementit fleksibël të të dy rrotullave, përdoret një balancues ose blloqe barazuese.

Figura 4. Metodat për të siguruar ngritjen vertikale të ngarkesës

Rrotullat me shpejtësi të lartë ndryshojnë nga temat e pushtetit, që në to forca e punës, e zhvilluar zakonisht nga një cilindër hidraulik ose pneumatik, aplikohet në një kafaz të lëvizshëm dhe ngarkesa pezullohet nga skaji i lirë i një litari ose zinxhiri. Fitimi në shpejtësi kur përdorni një rrotull të tillë merret si rezultat i rritjes së lartësisë së ngarkesës.

Kur përdorni rrotulla, duhet të kihet parasysh se elementët e përdorur në sistem nuk janë trupa absolutisht fleksibël, por kanë një ngurtësi të caktuar, kështu që dega që vjen nuk bie menjëherë në rrjedhën e bllokut, dhe dega e drejtimit nuk bie. drejtohu menjëherë. Kjo është më e dukshme kur përdorni litarë çeliku.

Pyetje: pse vinçat e ndërtimit kanë një grep që mbart ngarkesën, jo të ngjitur në fund të kabllit, por në mbajtësin e bllokut lëvizës?

Përgjigje: për të siguruar ngritjen vertikale të ngarkesës.

Fig. 5 tregon një ngritës të zinxhirit të energjisë, në të cilin ka disa blloqe lëvizëse dhe vetëm një të fiksuar. Përcaktoni sa peshë mund të ngrihet duke aplikuar një forcë prej $F$ = 200 N në një bllok të palëvizshëm?

Figura 5

Secili prej blloqeve lëvizëse të rrotullës së fuqisë dyfishon forcën e aplikuar. Pesha që mund të ngrejë një polipastë e fuqisë e shkallës së tretë (pa marrë parasysh korrigjimet për forcat e fërkimit dhe ngurtësinë e kabllit) përcaktohet nga formula:

Përgjigje: Ngritësi i zinxhirit mund të ngrejë një ngarkesë që peshon 800 N.

Blloqet klasifikohen si mekanizma të thjeshtë. Përveç blloqeve, grupi i këtyre pajisjeve që shërbejnë për konvertimin e forcës përfshin një levë dhe një plan të pjerrët.

PËRKUFIZIM

Blloko- një trup i ngurtë që mund të rrotullohet rreth një boshti fiks.

Blloqet bëhen në formë disqesh (rrota, cilindra të ulët etj.) që kanë një brazdë nëpër të cilën kalohet një litar (bust, litar, zinxhir).

Një bllok me një bosht fiks quhet i palëvizshëm (Fig. 1). Nuk lëviz kur ngre një ngarkesë. Një bllok fiks mund të mendohet si një levë që ka krahë të barabartë.

Kushti për ekuilibrin e një blloku është kushti për ekuilibrin e momenteve të forcave të aplikuara në të:

Blloku në Fig. 1 do të jetë në ekuilibër nëse forcat e tensionit të fijeve janë të barabarta:

meqë supet e këtyre forcave janë të njëjta (OA=OB). Një bllok i palëvizshëm nuk siguron një fitim në fuqi, por ju lejon të ndryshoni drejtimin e forcës. Tërheqja e një litari që vjen nga lart është shpesh më i përshtatshëm se sa në një litar që vjen nga poshtë.

Nëse masa e një ngarkese të lidhur në njërin skaj të një litari të hedhur mbi një bllok fiks është e barabartë me m, atëherë për ta ngritur atë, një forcë F duhet të zbatohet në skajin tjetër të litarit e barabartë me:

me kusht që të mos kemi parasysh forcën e fërkimit në bllok. Nëse është e nevojshme të merret parasysh fërkimi në bllok, atëherë vendosni koeficientin e rezistencës (k), atëherë:

Një mbështetje e qetë dhe fikse mund të shërbejë si zëvendësim për bllokun. Mbi një mbështetëse të tillë hidhet një litar (litar), i cili rrëshqet përgjatë suportit, por në të njëjtën kohë rritet forca e fërkimit.

Një bllok i palëvizshëm nuk jep ndonjë përfitim në punë. Rrugët që përshkojnë pikat e zbatimit të forcave janë të njëjta, të barabarta me forcën, pra të barabartë me punën.

Për të fituar forcë duke përdorur blloqe fikse, përdoret një kombinim blloqesh, për shembull, një bllok i dyfishtë. Blloqet duhet të kenë diametra të ndryshëm. Ata janë të lidhur pa lëvizje me njëri-tjetrin dhe të montuar në një aks të vetëm. Një litar është ngjitur në çdo bllok në mënyrë që të mund të mbështillet rreth ose jashtë bllokut pa rrëshqitur. Supet e forcave në këtë rast do të jenë të pabarabarta. Makara e dyfishtë vepron si një levë me krahë me gjatësi të ndryshme. Figura 2 tregon një diagram të një blloku të dyfishtë.

Kushti i ekuilibrit për levën në Fig. 2 do të jetë formula:

Blloku i dyfishtë mund të konvertojë forcën. Duke ushtruar një forcë më të vogël në një litar të plagosur rreth një blloku me rreze të madhe, fitohet një forcë që vepron nga ana e një litari të plagosur rreth një blloku me rreze më të vogël.

Një bllok lëvizës është një bllok, boshti i të cilit lëviz së bashku me ngarkesën. Në Fig. 2, blloku i lëvizshëm mund të konsiderohet si një levë me krahë të madhësive të ndryshme. Në këtë rast, pika O është pikëmbështetja e levës. OA - krahu i forcës; OB - krahu i forcës. Le të shohim Fig. 3. Krahu i forcës është dy herë më i madh se krahu i forcës, prandaj, për ekuilibër është e nevojshme që madhësia e forcës F të jetë sa gjysma e madhësisë së forcës P:

Mund të konkludojmë se me ndihmën e një blloku lëvizës marrim një fitim të dyfishtë në forcë. Ne shkruajmë gjendjen e ekuilibrit të bllokut në lëvizje pa marrë parasysh forcën e fërkimit si:

Nëse përpiqemi të marrim parasysh forcën e fërkimit në bllok, atëherë futim koeficientin e rezistencës së bllokut (k) dhe marrim:

Ndonjëherë përdoret një kombinim i një blloku të lëvizshëm dhe një blloku fiks. Në këtë kombinim, një bllok fiks përdoret për lehtësi. Nuk siguron një fitim në forcë, por ju lejon të ndryshoni drejtimin e forcës. Një bllok lëvizës përdoret për të ndryshuar sasinë e forcës së aplikuar. Nëse skajet e litarit që rrethojnë bllokun bëjnë kënde të barabarta me horizontin, atëherë raporti i forcës që vepron në ngarkesë me peshën e trupit është i barabartë me raportin e rrezes së bllokut me kordën e harkut që litari mbyllet. Nëse litarët janë paralelë, forca e nevojshme për të ngritur ngarkesën do të kërkohet dy herë më pak se pesha e ngarkesës që ngrihet.

Rregulli i artë i mekanikës

Mekanizmat e thjeshtë nuk ju japin një fitore në punë. Sa më shumë që fitojmë në forcë, humbasim në distancë me të njëjtën sasi. Meqenëse puna është e barabartë me produktin skalar të forcës dhe zhvendosjes, prandaj, nuk do të ndryshojë kur përdorni blloqe të lëvizshme (si dhe të palëvizshme).

Në formën e formulës " Rregulli I arte Nr. mund të shkruhet kështu:

ku - rruga e përshkuar nga pika e aplikimit të forcës - rruga e përshkuar nga pika e aplikimit të forcës.

Rregulli i Artë është formulimi më i thjeshtë i ligjit të ruajtjes së energjisë. Ky rregull vlen për rastet e uniformës ose pothuajse lëvizje uniforme mekanizmat. Distancat e përkthimit të skajeve të litarëve janë të lidhura me rrezet e blloqeve ( dhe ) si:

Ne marrim që për të përmbushur "rregullin e artë" për një bllok të dyfishtë është e nevojshme që:

Nëse forcat janë të balancuara, atëherë blloku është në qetësi ose lëviz në mënyrë uniforme.

Shembuj të zgjidhjes së problemeve

SHEMBULL 1

Ushtrimi	Duke përdorur një sistem prej dy blloqesh të lëvizshme dhe dy fikse, punëtorët ngrenë trarët e ndërtimit, duke ushtruar një forcë të barabartë me 200 N. Sa është masa (m) e trarëve? Injoroni fërkimin në blloqe.
Zgjidhje	Le të bëjmë një vizatim. Pesha e ngarkesës së aplikuar në sistemin e peshës do të jetë e barabartë me forcën graviteti që aplikohet në trupin e ngritur (rreze): Blloqet fikse nuk japin asnjë fitim në forcë. Çdo bllok lëvizës jep një fitim në forcë prej dy herë, prandaj, në kushtet tona, do të marrim një fitim të forcës katër herë. Kjo do të thotë se ne mund të shkruajmë: Gjejmë se masa e rrezes është e barabartë me: Le të llogarisim masën e rrezes, pranojmë:
Përgjigju	m=80 kg

SHEMBULL 2

Ushtrimi	Le të jetë lartësia në të cilën punëtorët ngrenë trarët në shembullin e parë me m Sa është puna që bëjnë punëtorët? Cila është puna që bën ngarkesa për të lëvizur në një lartësi të caktuar?
Zgjidhje	Në përputhje me "rregullin e artë" të mekanikës, nëse, duke përdorur sistemin ekzistues të bllokut, kemi marrë një fitim në forcë prej katër herë, atëherë humbja në lëvizje do të jetë gjithashtu katër. Në shembullin tonë, kjo do të thotë se gjatësia e litarit (l) që duhet të zgjedhin punëtorët do të jetë katër herë më e madhe se distanca që do të kalojë ngarkesa, domethënë:

Përshkrimi bibliografik: Shumeiko A. V., Vetashenko O. G. Pamje moderne në një mekanizëm të thjeshtë "blloku", i studiuar në tekstet e fizikës për klasën e 7 // Shkencëtar i ri. 2016. Nr. 2. P. 106-113..07.2019).

Tekstet e fizikës për klasën e 7-të, kur studiojnë një mekanizëm të thjeshtë blloku, interpretojnë fitimin në mënyra të ndryshme forca gjatë ngritjes së një ngarkese nga duke përdorur këtë mekanizëm, për shembull: në Libri shkollor i Peryshkin A. B. fitimet në forca arrihet me duke përdorur timonin e bllokut, mbi të cilin veprojnë forcat e levës dhe në librin shkollor të Gendenstein L. E. fitimet e njëjta fitohen me duke përdorur një kabllo, e cila i nënshtrohet forcës së tensionit të kabllit. Tekste të ndryshme shkollore, artikuj të ndryshëm Dhe forca të ndryshme - për të marrë fitime në forcë gjatë ngritjes së një ngarkese. Prandaj, qëllimi i këtij artikulli është kërkimi i objekteve dhe forcë, me përmes të cilit fitohen fitimet forcë, kur ngrihet një ngarkesë me një mekanizëm të thjeshtë bllokimi.

Fjalë kyçe:

Së pari, le të hedhim një vështrim dhe të krahasojmë se si fitohen fitimet në forcë gjatë ngritjes së një ngarkese me një mekanizëm të thjeshtë blloku, në tekstet e fizikës për klasën e 7-të Për këtë qëllim, do të vendosim në një tabelë fragmente nga tekstet e teksteve me të njëjtat koncepte për qartësi.

Peryshkin A.V. Fizikë. klasa e 7-të. § 61. Zbatimi i rregullit të ekuilibrit të levës në bllok, f. 180–183.	Gendenshtein L. E. Fizikë. klasa e 7-të. § 24. Mekanizma të thjeshtë, f. 188–196.
"BllokoËshtë një rrotë me brazdë, e montuar në një mbajtëse. Një litar, kabllo ose zinxhir kalohet përmes ulluqit të bllokut. “Blloku fiks bllok të tillë e quajnë boshti i të cilit është i fiksuar dhe nuk ngrihet e nuk bie gjatë ngritjes së ngarkesave (Fig. 177). Një bllok fiks mund të konsiderohet si një levë me krahë të barabartë, në të cilën krahët e forcave janë të barabarta me rrezen e rrotës (Fig. 178): OA=OB=r. Një bllok i tillë nuk siguron një fitim në forcë (F1 = F2), por ju lejon të ndryshoni drejtimin e forcës."	"A ju jep një bllok i palëvizshëm një fitim në forcë? ...në figurën 24.1a kablloja është e tensionuar nga një forcë e aplikuar nga peshkatari në skajin e lirë të kabllit. Forca e tensionit të kabllit mbetet konstante përgjatë kabllit, kështu që nga ana e kabllit deri te ngarkesa (peshk ) vepron një forcë me të njëjtën madhësi. Prandaj, një bllok i palëvizshëm nuk siguron një fitim në forcë. 6.Si mund të fitoni forcë duke përdorur një bllok fiks? Nëse një person ngre veten, siç tregohet në figurën 24.6, atëherë pesha e personit shpërndahet në mënyrë të barabartë në dy pjesë të kabllit (në anët e kundërta të bllokut). Prandaj, një person ngre veten duke ushtruar një forcë që është sa gjysma e peshës së tij."
“Një bllok lëvizës është një bllok, boshti i të cilit ngrihet dhe bie së bashku me ngarkesën (Fig. 179). Figura 180 tregon levën që i korrespondon: O është pikëmbështetja e levës, AO - krahu i forcës P dhe OB - krahu i forcës F. Meqenëse krahu OB është 2 herë më i madh se krahu OA, atëherë forca F është 2 herë më e vogël se forca P: F=P/2. Kështu, blloku i lëvizshëm jep një fitim prejforcë 2 herë".	"5. Pse një bllok në lëvizje jep një fitorenë fuqidy herë? Kur ngarkesa ngrihet në mënyrë uniforme, blloku lëvizës gjithashtu lëviz në mënyrë uniforme. Kjo do të thotë që rezultanta e të gjitha forcave të aplikuara në të është zero. Nëse masa e bllokut dhe fërkimi në të mund të neglizhohen, atëherë mund të supozojmë se në bllok zbatohen tre forca: pesha e ngarkesës P, e drejtuar poshtë dhe dy forca identike të tensionit të kabllit F, të drejtuara lart. . Meqenëse rezultanta e këtyre forcave është zero, atëherë P = 2F, domethënë pesha e ngarkesës është 2 herë forca e tensionit të kabllit. Por forca e tensionit të kabllit është pikërisht forca që aplikohet gjatë ngritjes së ngarkesës me ndihmën e një blloku të lëvizshëm. Kështu e kemi vërtetuar që blloku i lëvizshëm jep një fitim në forcë 2 herë".
“Zakonisht në praktikë ata përdorin një kombinim të një blloku fiks dhe një të lëvizshëm (Fig. 181). Blloku fiks përdoret vetëm për lehtësi. Nuk jep një fitim në forcë, por ndryshon drejtimin e forcës, për shembull, ju lejon të ngrini një ngarkesë ndërsa qëndroni në tokë. Fig. 181. Një kombinim i blloqeve të lëvizshme dhe fikse - një ngritës zinxhir."	“12.Figura 24.7 tregon sistemin blloqe. Sa blloqe të lëvizshme ka dhe sa fikse? Çfarë fitimi në forcë jep një sistem i tillë blloqesh nëse fërkimi dhe a mund të neglizhohet masa e blloqeve? . Fig.24.7. Përgjigjuni në faqen 240: “12 Tre blloqe lëvizëse dhe një fikse; 8 herë."

Le të përmbledhim rishikimin dhe krahasimin e teksteve dhe figurave në tekstet shkollore:

Prova e fitimit të forcës në tekstin shkollor nga A. V. Peryshkin kryhet në timonin e bllokut dhe forca e veprimit është forca e levës; kur ngre një ngarkesë, një bllok i palëvizshëm nuk siguron një fitim në forcë, por një bllok i lëvizshëm siguron një fitim 2-fish në fuqi. Nuk përmendet një kabllo mbi të cilën varet një ngarkesë në një bllok fiks dhe një bllok i lëvizshëm me një ngarkesë.

Nga ana tjetër, në tekstin e Gendenstein L.E, vërtetimi i fitimit në fuqi kryhet në një kabllo mbi të cilën varet një ngarkesë ose një bllok i lëvizshëm me ngarkesë dhe forca vepruese është forca e tensionit të kabllit; kur ngre një ngarkesë, një bllok i palëvizshëm mund të japë një rritje 2-fish të forcës, por nuk përmendet në tekstin e levës në timonin e bllokut.

Një kërkim i literaturës që përshkruan fitimin në fuqi duke përdorur një bllok dhe një kabllo çoi në "Librin Fillestar të Fizikës", botuar nga Akademiku G. S. Landsberg, në §84. Makina të thjeshta në faqet 168–175 jepen përshkrime të: “blloku i vetëm, blloku i dyfishtë, porta, rrotullimi dhe blloku diferencial”. Në të vërtetë, nga dizajni i tij, "një bllok i dyfishtë jep një fitim në forcë kur ngre një ngarkesë, për shkak të ndryshimit në gjatësinë e rrezeve të blloqeve" me ndihmën e të cilit ngrihet ngarkesa, dhe "një bllok rrotullues jep një rritje në forcë kur ngrihet një ngarkesë, për shkak të litarit, në disa pjesë të të cilit varet një ngarkesë." Kështu, ishte e mundur të zbulohej pse një bllok dhe një kabllo (litar) japin një fitim në forcë kur ngrini një ngarkesë, por nuk ishte e mundur të zbulohej se si blloku dhe kablloja ndërveprojnë me njëri-tjetrin dhe transferojnë peshën e ngarkojnë njëri-tjetrin, pasi ngarkesa mund të pezullohet në një kabllo, dhe kablloja hidhet mbi bllok ose ngarkesa mund të varet në bllok, dhe blloku varet në kabllo. Doli që forca e tensionit të kabllit është konstante dhe vepron përgjatë gjithë gjatësisë së kabllit, kështu që transferimi i peshës së ngarkesës nga kablloja në bllok do të jetë në çdo pikë kontakti midis kabllit dhe bllokut. , si dhe transferimi i peshës së ngarkesës së pezulluar në bllok në kabllo. Për të sqaruar ndërveprimin e bllokut me kabllon, ne do të kryejmë eksperimente për të marrë një fitim në fuqi me një bllok lëvizës gjatë ngritjes së një ngarkese, duke përdorur pajisjet e një klase të fizikës së shkollës: dinamometra, blloqe laboratori dhe një grup peshash në 1N. (102 g). Le të fillojmë eksperimentet me një bllok lëvizës, sepse kemi tre versione të ndryshme duke marrë një fitim në pushtet me këtë bllok. Versioni i parë është “Fig.180. Një bllok lëvizës si levë me krahë të pabarabartë" - teksti shkollor nga A. V. Peryshkin, i dyti "Fig 24.5... dy forca të barabarta tensioni të kabllit F" - sipas librit shkollor të L. E. Gendenstein Blloku i tërheqjes". Ngritja e një ngarkese me një kapëse të lëvizshme të një rrotull në disa pjesë të një litari - sipas librit shkollor nga G. S. Landsberg.

Eksperienca nr. 1. "Fig. 183"

Për të kryer eksperimentin nr. 1, duke marrë një fitim në forcë në bllokun e lëvizshëm "me një levë me shpatulla të pabarabarta OAB Fig. 180" sipas librit shkollor nga A. V. Peryshkin, në bllokun e lëvizshëm "Fig 183" pozicioni 1 një levë me shpatulla të pabarabarta OAB, si në "Fig 180", dhe filloni të ngrini ngarkesën nga pozicioni 1 në pozicionin 2. Në të njëjtën çast, blloku fillon të rrotullohet, në drejtim të kundërt, rreth boshtit të tij në pikën A dhe pikën B. , fundi i levës pas së cilës ndodh ngritja, del përtej gjysmërrethit përgjatë të cilit kablloja kalon rreth bllokut lëvizës nga poshtë. Pika O - pikëmbështetja e levës, e cila duhet të jetë e palëvizshme, zbret, shihni "Fig 183" - pozicioni 2, d.m.th., një levë me shpatulla të pabarabarta OAB ndryshon si një levë me shpatulla të barabarta (pikat O dhe B kalojnë nëpër të njëjtën. shtigjet).

Bazuar në të dhënat e marra në eksperimentin nr. 1 mbi ndryshimet në pozicionin e levës OAB në bllokun lëvizës gjatë ngritjes së një ngarkese nga pozicioni 1 në pozicionin 2, mund të konkludojmë se paraqitja e bllokut lëvizës si një levë me krahë të pabarabartë në "Fig. 180", kur ngrihet ngarkesa, me rrotullimin e bllokut rreth boshtit të tij, korrespondon me një levë me krahë të barabartë, e cila nuk siguron një fitim në forcë gjatë ngritjes së ngarkesës.

Ne do të fillojmë eksperimentin nr. 2 duke bashkangjitur dinamometra në skajet e kabllit, në të cilin do të varim një bllok lëvizës me një ngarkesë që peshon 102 g, që korrespondon me një forcë graviteti prej 1 N. Do të rregullojmë një nga skajet e kabllon në një pezullim, dhe duke përdorur skajin tjetër të kabllit ne do të heqim ngarkesën në bllokun lëvizës. Para ngjitjes, leximet e të dy dinamometrave ishin 0.5 N secili në fillim të ngjitjes, leximet e dinamometrit për të cilin ndodhi ngjitja ndryshuan në 0.6 N dhe mbetën të tilla gjatë ngjitjes; leximet u kthyen në 0,5 N. Leximet e dinamometrit, të fiksuar për një pezullim fiks nuk ndryshuan gjatë ngritjes dhe mbetën të barabarta me 0,5 N. Le të analizojmë rezultatet e eksperimentit:

1. Përpara ngritjes, kur një ngarkesë prej 1 N (102 g) varet në një bllok të lëvizshëm, pesha e ngarkesës shpërndahet në të gjithë rrotën dhe transferohet në kabllo, e cila rrotullohet rreth bllokut nga poshtë, duke përdorur të gjithë gjysmërrethin e rrota.
2. Para ngritjes, leximet e të dy dinamometrave janë 0,5 N, që tregon shpërndarjen e peshës së një ngarkese prej 1 N (102 g) në dy pjesë të kabllit (para dhe pas bllokut) ose se forca e tensionit të kabllit është 0.5 N, dhe është e njëjtë përgjatë gjithë gjatësisë së kabllit (e njëjtë në fillim, e njëjtë në fund të kabllit) - të dyja këto pohime janë të vërteta.

Le të krahasojmë analizën e eksperimentit nr. 2 me versionet e teksteve shkollore për marrjen e një rritjeje 2-fish në forcë duke përdorur një bllok lëvizës. Le të fillojmë me thënien në tekstin e Gendenstein L.E. “... që në bllok janë aplikuar tre forca: pesha e ngarkesës P, e drejtuar nga poshtë, dhe dy forca identike të tensionit të kabllit, të drejtuara lart (Fig. 24.5). .” Do të ishte më e saktë të thuhet se pesha e ngarkesës në “Fig. 14.5" u shpërnda në dy pjesë të kabllit, para dhe pas bllokut, pasi forca e tensionit të kabllit është një. Mbetet për të analizuar nënshkrimin nën "Fig 181" nga libri shkollor nga A. V. Peryshkin "Kombinimi i blloqeve të lëvizshme dhe fikse - blloku i rrotullës". Një përshkrim i pajisjes dhe fitimi i forcës kur ngrihet një ngarkesë me një rrotull është dhënë në Tekstin Fillor të Fizikës, ed. Lansberg G.S. ku thuhet: “Çdo pjesë litari midis blloqeve do të veprojë në një ngarkesë lëvizëse me një forcë T, dhe të gjitha pjesët e litarit do të veprojnë me një forcë nT, ku n është numri i seksioneve të veçanta të litarit që lidhin të dyja pjesë të bllokut.” Rezulton se nëse zbatojmë për "Fig 181" fitimin në fuqi me një "litar që lidh të dy pjesët" e rrotullës nga Teksti Fillor i Fizikës nga G. S. Landsberg, atëherë përshkrimi i fitimit në fuqi me një bllok lëvizës. në "Fig. 179" dhe, në përputhje me rrethanat, Fig. 180" do të ishte një gabim.

Pas analizimit të katër teksteve të fizikës, mund të konkludojmë se përshkrimi ekzistues marrja e një fitimi në fuqi duke përdorur një mekanizëm të thjeshtë blloku nuk korrespondon me gjendjen reale të punëve dhe për këtë arsye kërkon një përshkrim të ri të funksionimit të një mekanizmi të thjeshtë blloku.

Mekanizëm i thjeshtë ngritës përbëhet nga një bllok dhe një kabllo (litar ose zinxhir).

Blloqe të kësaj mekanizmi ngritës ndahen:

nga dizajni në të thjeshta dhe komplekse;

sipas metodës së ngritjes së ngarkesave në të lëvizshme dhe të palëvizshme.

Le të fillojmë të njihemi me hartimin e blloqeve me bllok i thjeshtë, e cila është një rrotë që rrotullohet rreth boshtit të saj, me një brazdë rreth perimetrit për një kabllo (litar, zinxhir) Fig. 1 dhe mund të konsiderohet si një levë me krahë të barabartë në të cilën krahët e forcave janë të barabarta me rrezen e rrota: OA=OB=r. Një bllok i tillë nuk siguron një fitim në forcë, por ju lejon të ndryshoni drejtimin e lëvizjes së kabllit (litar, zinxhir).

Blloku i dyfishtë përbëhet nga dy blloqe me rreze të ndryshme, të lidhura fort së bashku dhe të montuara boshti i përbashkët Fig.2. Rrezet e blloqeve r1 dhe r2 janë të ndryshme dhe, kur ngrenë një ngarkesë, ato veprojnë si një levë me shpatulla të pabarabarta, dhe fitimi në fuqi do të jetë i barabartë me raportin e gjatësive të rrezeve të bllokut me diametër më të madh me blloku me diametër më të vogël F = Р·r1/r2.

Porta përbëhet nga një cilindër (daulle) dhe një dorezë e ngjitur në të, e cila vepron si një bllok diametër të madh, Fitimi në fuqi i dhënë nga jaka përcaktohet nga raporti i rrezes së rrethit R të përshkruar nga doreza me rrezen e cilindrit r mbi të cilin litari është mbështjellë F = Р·r/R.

Le të kalojmë në metodën e ngritjes së një ngarkese me blloqe. Nga përshkrimi i projektimit, të gjitha blloqet kanë një bosht rreth të cilit rrotullohen. Nëse boshti i bllokut është i fiksuar dhe nuk ngrihet ose bie gjatë ngritjes së ngarkesave, atëherë një bllok i tillë quhet bllok fiks bllok i vetëm, bllok i dyfishtë, portë.

U bllok lëvizës boshti ngrihet dhe bie së bashku me ngarkesën (Fig. 10) dhe synohet kryesisht të eliminohet përkulja e kabllit në vendin ku është pezulluar ngarkesa.

Le të njihemi me pajisjen dhe metodën e ngritjes së një ngarkese pjesa e dytë e një mekanizmi të thjeshtë ngritës është një kabllo, litar ose zinxhir. Kablloja është prej tela çeliku, litari është bërë nga fije ose fije, dhe zinxhiri përbëhet nga lidhje të lidhura me njëra-tjetrën.

Metodat për të varur një ngarkesë dhe për të fituar forcë kur ngrini një ngarkesë me një kabllo:

Në Fig. 4, ngarkesa është e fiksuar në njërin skaj të kabllit, dhe nëse e ngrini ngarkesën nga ana tjetër e kabllit, atëherë për të ngritur këtë ngarkesë do t'ju duhet një forcë pak më e madhe se pesha e ngarkesës, pasi një bllok i thjeshtë e fitimit në forcë nuk jep F = P.

Në figurën 5, punëtori e ngre ngarkesën me anë të një kablloje që kalon rreth një blloku të thjeshtë nga lart në njërin skaj të pjesës së parë të kabllit ka një ndenjëse mbi të cilën ulet punëtori, dhe nga pjesa e dytë e kabllit; punëtori ngre veten me një forcë 2 herë më pak se pesha e tij, sepse pesha e punëtorit u shpërnda në dy pjesë të kabllit, e para - nga sedilja në bllok, dhe e dyta - nga blloku në duart e punëtorit F = P/2.

Në figurën 6, ngarkesa ngrihet nga dy punëtorë duke përdorur dy kabllo dhe pesha e ngarkesës do të shpërndahet në mënyrë të barabartë midis kabllove dhe për këtë arsye secili punëtor do ta ngrejë ngarkesën me një forcë sa gjysma e peshës së ngarkesës F = P/ 2.

Në figurën 7, punëtorët po ngrenë një ngarkesë që varet në dy pjesë të një kablloje dhe pesha e ngarkesës do të shpërndahet në mënyrë të barabartë midis pjesëve të këtij kablli (si midis dy kabllove) dhe secili punëtor do ta ngrejë ngarkesën me një forcë. e barabartë me gjysmën e peshës së ngarkesës F = P/2.

Në figurën 8, fundi i kabllit, me anë të të cilit njëri nga punëtorët po ngrinte ngarkesën, u fiksua në një pezullim të palëvizshëm dhe pesha e ngarkesës u shpërnda në dy pjesë të kabllit, dhe kur punëtori ngriti ngarkesa në skajin e dytë të kabllit, forca me të cilën punëtori do të ngrinte ngarkesën u dyfishua më pak se pesha e ngarkesës F = P/2 dhe ngritja e ngarkesës do të jetë 2 herë më e ngadaltë.

Në figurën 9, ngarkesa varet në 3 pjesë të një kablli, një skaj i të cilit është i fiksuar dhe fitimi në fuqi gjatë ngritjes së ngarkesës do të jetë i barabartë me 3, pasi pesha e ngarkesës do të shpërndahet në tre pjesë të kabllo F = P/3.

Për të eliminuar kthesën dhe për të zvogëluar forcën e fërkimit, një bllok i thjeshtë është instaluar në vendin ku ngarkesa është pezulluar dhe forca e nevojshme për të ngritur ngarkesën nuk ka ndryshuar, pasi një bllok i thjeshtë nuk siguron një fitim në forcë (Fig. 10 dhe Fig. 11), dhe vetë blloku do të thirret bllok lëvizës, meqenëse boshti i këtij blloku ngrihet dhe bie së bashku me ngarkesën.

Teorikisht, një ngarkesë mund të pezullohet në një numër të pakufizuar pjesësh të një kablloje, por në praktikë ato janë të kufizuara në gjashtë pjesë dhe një mekanizëm i tillë ngritës quhet ngritje zinxhir, i cili përbëhet nga kapëse fikse dhe të lëvizshme me blloqe të thjeshta, të cilat janë mbështjellë në mënyrë alternative rreth një kablloje, një skaj i të cilit është i fiksuar në një kapëse fikse dhe ngarkesa ngrihet duke përdorur skajin tjetër të kabllit. Fitimi në forcë varet nga numri i pjesëve të kabllit midis kafazeve fikse dhe të lëvizshme, si rregull, është 6 pjesë të kabllit dhe fitimi në forcë është 6 herë;

Artikulli shqyrton ndërveprimet në jetën reale midis blloqeve dhe kabllit kur ngrihet një ngarkesë. Praktika ekzistuese në përcaktimin se "një bllok fiks nuk jep një fitim në forcë, por një bllok i lëvizshëm jep një fitim në fuqi me 2 herë" interpretoi gabimisht ndërveprimin e kabllit dhe bllokut në mekanizmi ngritës dhe nuk pasqyronte diversitetin e plotë të modeleve të blloqeve, gjë që çoi në zhvillimin e ideve të gabuara të njëanshme rreth bllokut. Krahasuar me vëllimet ekzistuese të materialit për studimin e një mekanizmi të thjeshtë blloku, vëllimi i artikullit është rritur me 2 herë, por kjo bëri të mundur shpjegimin e qartë dhe të kuptueshëm të proceseve që ndodhin në një mekanizëm të thjeshtë ngritës jo vetëm për studentët, por edhe te mësuesit.

Literatura:

1. Pyryshkin, A.V, Klasa e 7-të: Libër shkollor / A.V., shtesë - M.: Bustard, 224 f., ill. ISBN 978–5-358–14436–1. § 61. Zbatimi i rregullit të ekuilibrit të levës në bllok, f. 181–183.
2. Gendenstein, L. E. Fizikë. klasa e 7-të. Në 2 orë Pjesa 1. Libër mësuesi për institucionet arsimore / L. E. Gendenshten, A. B. Kaidalov, V. B. Kozhevnikov; e Redaktuar nga V. A. Orlova, I. I. Roizen - 2nd ed., rishikuar. - M.: Mnemosyne, 2010.-254 f.: ill. ISBN 978–5-346–01453–9. § 24. Mekanizma të thjeshtë, f. 188–196.
3. Libër shkollor elementar i fizikës, redaktuar nga akademiku G. S. Landsberg Vëllimi 1. Mekanikë. Nxehtësia. Fizika molekulare - botimi i 10-të - M.: Nauka, 1985. § 84. Makinat e thjeshta, fq.
4. Gromov, S. V. Fizikë: Libër mësuesi. për klasën e 7-të arsimi i përgjithshëm institucionet / S. V. Gromov, N. A. Rodina - 3rd ed. - M.: Arsimi, 2001.-158 f.,: ill. ISBN-5–09–010349–6. §22. Bllok, fq.55 -57.

Fjalë kyçe: blloku, blloku i dyfishte, blloku fiks, blloku i levizshem, blloku i rrotulles..

Shënim: Tekstet e fizikës për klasën e 7-të, kur studiojnë një mekanizëm të thjeshtë blloku, interpretojnë në mënyra të ndryshme fitimin në fuqi kur ngrihet një ngarkesë duke përdorur këtë mekanizëm, për shembull: në tekstin shkollor nga A. V. Peryshkin, fitimi në fuqi arrihet duke përdorur timonin e blloku, mbi të cilin veprojnë forcat e levës dhe në tekstin e Gendenstein L.E fitohet i njëjti fitim me ndihmën e një kablli, mbi të cilin vepron forca e tensionit të kabllit. Tekste të ndryshme shkollore, objekte të ndryshme dhe forca të ndryshme - për të marrë një fitim në forcë kur ngrini një ngarkesë. Prandaj, qëllimi i këtij artikulli është kërkimi i objekteve dhe forcave me ndihmën e të cilave arrihet një fitim në forcë kur ngrihet një ngarkesë me një mekanizëm të thjeshtë bllokimi.

NË Teknologji moderne Për transferimin e mallrave në kantieret dhe ndërmarrjet, përdoren gjerësisht mekanizmat ngritës, të cilët janë të domosdoshëm komponentët të cilat mund të quhen mekanizma të thjeshtë. Midis tyre janë shpikjet më të vjetra të njerëzimit: blloku dhe leva. Shkencëtari i lashtë grek Arkimedi e bëri punën e njeriut më të lehtë duke i dhënë atij një fitim në forcë kur përdor shpikjen e tij dhe e mësoi atë të ndryshojë drejtimin e forcës.

Një bllok është një rrotë me një zakon rreth perimetrit të tij për një litar ose zinxhir, boshti i të cilit është ngjitur fort në një mur ose një rreze tavani.

Pajisjet ngritëse zakonisht përdorin jo një, por disa blloqe. Një sistem blloqesh dhe kabllosh të krijuar për të rritur kapacitetin e ngarkesës quhet ngritës zinxhir.

Blloku i lëvizshëm dhe fiks janë të njëjtët mekanizma të thjeshtë të lashtë si leva. Tashmë në vitin 212 para Krishtit, me ndihmën e grepave dhe kapëseve të lidhura me blloqe, sirakuzianët kapën pajisjet e rrethimit nga romakët. Ndërtimi i automjeteve ushtarake dhe mbrojtja e qytetit u drejtua nga Arkimedi.

Arkimedi e konsideroi një bllok fiks si një levë të armatosur të barabartë.

Momenti i forcës që vepron në njërën anë të bllokut është i barabartë me momentin e forcës së aplikuar në anën tjetër të bllokut. Forcat që krijojnë këto momente janë gjithashtu të njëjta.

Nuk ka asnjë fitim në forcë, por një bllok i tillë ju lejon të ndryshoni drejtimin e forcës, gjë që ndonjëherë është e nevojshme.

Arkimedi e mori bllokun e lëvizshëm si një levë me armatim të pabarabartë, i cili jep një fitim 2-fish në fuqi. Në lidhje me qendrën e rrotullimit, veprojnë momentet e forcave, të cilat në ekuilibër duhet të jenë të barabarta.

Arkimedi studioi vetitë mekanike bllok lëvizës dhe e zbatoi atë në praktikë. Sipas Athenaeus, "shumë metoda u shpikën për të nisur anijen gjigante të ndërtuar nga tirani Sirakuzian Hieron, por mekaniku Arkimedi, duke përdorur mekanizma të thjeshtë, arriti të lëvizë anijen vetëm me ndihmën e disa njerëzve dhe me ndihmën e saj nisi një anije të madhe.

Blloku nuk jep asnjë përfitim në punë, duke konfirmuar rregullin e artë të mekanikës. Kjo është e lehtë për t'u verifikuar duke i kushtuar vëmendje distancave të përshkuara nga dora dhe peshës.

Anijet me vela sportive, si varkat me vela të së kaluarës, nuk mund të bëjnë pa blloqe kur vendosin dhe kontrollojnë velat. Anijet moderne kanë nevojë për blloqe për ngritjen e sinjaleve dhe varkave.

Ky kombinim i njësive lëvizëse dhe fikse në një linjë të elektrizuar hekurudhor për të rregulluar tensionin e telit.

Ky sistem blloqesh mund të përdoret nga pilotët e avionëve për të ngritur pajisjet e tyre në ajër.