مکانیسم های ساده بلوک های متحرک و ثابت بلوک باعث افزایش قدرت می شود

از بلوک ها برای بلند کردن بار استفاده می شود. بلوک یک چرخ با یک شیار است که در یک نگهدارنده نصب شده است. یک طناب، کابل یا زنجیر از طریق کانال بلوک عبور داده می شود. بی حرکتآنها چنین بلوکی را می نامند که محور آن ثابت است و هنگام بلند کردن بارها بالا یا پایین نمی رود (شکل 1، a، b).

یک بلوک ثابت را می توان به عنوان یک اهرم هم بازو در نظر گرفت که در آن بازوهای نیروهای وارده برابر با شعاع چرخ است. بنابراین، از قانون لحظه ای آن را دنبال می کند بلوک ثابتهیچ سودی در قدرت ایجاد نمی کند. این به شما امکان می دهد جهت نیرو را تغییر دهید.

شکل 2، a، b نشان می دهد بلوک متحرک(محور بلوک همراه با بار بالا و پایین می رود). چنین بلوکی حول محور آنی O می چرخد. قانون لحظه ای برای آن شکل خواهد داشت

بنابراین، بلوک متحرک افزایش دو برابری در استحکام می دهد.

معمولا در عمل از ترکیب یک بلوک ثابت و یک بلوک متحرک استفاده می شود (شکل 3). بلوک ثابت فقط برای راحتی استفاده می شود. با تغییر جهت نیرو، به عنوان مثال، امکان بلند کردن بار در حالت ایستاده روی زمین را فراهم می کند.

مسدود کردنوسیله ای است به شکل چرخ با شیاری که طناب، کابل یا زنجیر از آن عبور می کند. دو نوع اصلی بلوک وجود دارد - متحرک و ثابت. برای یک بلوک ثابت، محور ثابت است و هنگام بلند کردن بارها بالا یا پایین نمی‌رود (شکل 54)، در حالی که برای بلوک متحرک، محور همراه با بار حرکت می‌کند (شکل 55).

یک بلوک ثابت افزایش قدرت ایجاد نمی کند.برای تغییر جهت یک نیرو استفاده می شود. بنابراین، برای مثال، با اعمال نیروی رو به پایین به طناب پرتاب شده روی چنین بلوکی، بار را مجبور می کنیم تا به سمت بالا بالا برود (شکل 54 را ببینید). وضعیت با یک بلوک متحرک متفاوت است. این بلوک به یک نیروی کوچک اجازه می دهد تا نیرویی 2 برابر بیشتر را متعادل کند. برای اثبات این موضوع به شکل 56 نگاه می کنیم. با اعمال نیروی F سعی می کنیم بلوک را حول محوری که از نقطه O می گذرد بچرخانیم. ممان این نیرو برابر با حاصلضرب Fl است که l بازوی نیروی F برابر با قطر بلوک OB است. در عین حال، باری که با وزن P به بلوک متصل می شود، گشتاوری برابر با جایی که بازوی نیروی P برابر با شعاع بلوک OA است ایجاد می کند. طبق قانون لحظه (21.2)

Q.E.D.

از فرمول (22.2) نتیجه می شود که P/F = 2. این بدان معنی است که افزایش توان بدست آمده با استفاده از بلوک متحرک برابر با 2 است. آزمایش نشان داده شده در شکل 57 این نتیجه را تایید می کند.

در عمل، اغلب از ترکیب یک بلوک متحرک و یک بلوک ثابت استفاده می شود (شکل 58). این به شما امکان می دهد جهت ضربه نیرو را با افزایش همزمان دو برابر قدرت تغییر دهید.

برای به دست آوردن افزایش قدرت، مکانیزم بلند کردن به نام بالابر زنجیری. کلمه یونانی"Polyspast" از دو ریشه تشکیل شده است: "poly" - a lot و "spao" - من می کشم ، بنابراین به طور کلی به نظر می رسد "کشش زیاد".

قرقره ترکیبی از دو گیره است که یکی از سه بلوک ثابت و دیگری از سه بلوک متحرک تشکیل شده است (شکل 59). از آنجایی که هر یک از بلوک های متحرک نیروی کشش را دو برابر می کند، به طور کلی قرقره افزایش قدرت شش برابری می دهد.

1. چه دو نوع بلوک را می شناسید؟ 2-تفاوت بلوک متحرک و ثابت چیست؟ 3. برای چه منظوری از بلوک ثابت استفاده می شود؟ 4. بلوک متحرک برای چیست؟ 5. بالابر زنجیری چیست؟ چه افزایش قدرتی را فراهم می کند؟

بلوک شامل یک یا چند چرخ (غلتک) است که توسط یک زنجیر، تسمه یا کابل احاطه شده است. درست مانند یک اهرم، یک قرقره نیروی مورد نیاز برای بلند کردن بار را کاهش می دهد، اما می تواند جهت نیروی اعمال شده را نیز تغییر دهد.

افزایش قدرت به قیمت مسافت است: هر چه تلاش کمتری برای بلند کردن بار مورد نیاز باشد، مسافتی را که نقطه اعمال این تلاش باید طی کند، طولانی‌تر خواهد بود. سیستم قرقره با استفاده از زنجیرهای حامل بار بیشتر، استحکام را افزایش می دهد. چنین دستگاه های صرفه جویی در مصرف انرژی طیف وسیعی از کاربردها را دارند - از جابجایی تیرهای فولادی عظیم گرفته تا ارتفاع سایت های ساخت و سازقبل از برافراشته شدن پرچم ها

مانند سایر مکانیسم های ساده، مخترعان بلوک ناشناخته هستند. اگرچه ممکن است بلوک ها قبلا وجود داشته باشند، اولین ذکر آنها در ادبیات به قرن پنجم قبل از میلاد برمی گردد و مربوط به استفاده یونانیان باستان از بلوک ها در کشتی ها و تئاترها است.

سیستم های بلوک متحرک نصب شده بر روی یک ریل معلق (تصویر بالا)به طور گسترده در خطوط مونتاژ استفاده می شود زیرا آنها جابجایی قطعات سنگین را تا حد زیادی تسهیل می کنند. نیروی اعمال شده (F) برابر است با وزن بار (W) تقسیم بر تعداد زنجیر مورد استفاده برای تحمل آن (n).

تک بلوک های ثابت

این ساده ترین نوعبلوک نیروی مورد نیاز برای بلند کردن بار را کاهش نمی دهد، اما جهت نیروی اعمال شده را تغییر می دهد، همانطور که در شکل های بالا و بالا سمت راست نشان داده شده است. بلوک ثابتبالای میله پرچم بلند کردن پرچم را آسان تر می کند و اجازه می دهد سیمی که پرچم به آن وصل شده است به سمت پایین کشیده شود.

تک بلوک های متحرک

قرقره تکی که قابلیت جابجایی دارد، نیروی لازم برای بلند کردن بار را به نصف کاهش می دهد. با این حال، نصف کردن نیروی اعمال شده به این معنی است که نقطه اعمال باید دو برابر مسافت را طی کند. در این حالت نیرو معادل نصف وزن است (F=1/2W).

سیستم های بلوک

هنگام استفاده از ترکیبی از یک بلوک ثابت و یک بلوک متحرک، نیروی اعمال شده مضربی از تعداد کل زنجیره های حامل بار است. در این حالت نیرو معادل نصف وزن است (F=1/2W).

بار، که به صورت عمودی از طریق بلوک آویزان شده است، به سیم های برق افقی اجازه می دهد تا کشیده شوند.

آسانسور معلق(تصویر بالا) شامل یک زنجیر است که دور یک بلوک متحرک و دو بلوک ثابت پیچیده شده است. بلند کردن بار نیاز به نیرویی دارد که فقط نیمی از وزن آن باشد.

بالابر قرقره ای، معمولا در بزرگ استفاده می شود جرثقیل ها(تصویر سمت راست)، شامل مجموعه‌ای از بلوک‌های متحرک است که بار از آن‌ها آویزان می‌شود، و مجموعه‌ای از بلوک‌های ثابت متصل به بوم جرثقیل. دریافت قدرت از چنین مقادیر زیادبلوک ها، جرثقیل می تواند بارهای بسیار سنگین مانند تیرهای فولادی را بلند کند. در این حالت نیروی (F) برابر است با ضریب وزن بار (W) تقسیم بر تعداد کابلهای نگهدارنده (n).

شرح کتابشناختی: Shumeiko A. V.، Vetashenko O. G. ظاهر مدرنبر روی یک مکانیسم ساده "بلوک"، که در کتاب های درسی فیزیک برای کلاس 7 مطالعه شده است // دانشمند جوان. 2016. شماره 2. ص 106-113..07.2019).

کتاب های درسی فیزیک برای کلاس هفتم، هنگام مطالعه یک مکانیسم بلوک ساده، برنده شدن را به روش های مختلف تفسیر می کنند نیرو هنگام بلند کردن بار از با استفاده از این مکانیسم، به عنوان مثال: در کتاب درسی پریشکین آ. ب. برد در قدرت با به دست می آید با استفاده از چرخ بلوک که نیروهای اهرم روی آن عمل می کنند و در کتاب درسی جندنشتاین L. E. همان برنده با به دست آمده است با استفاده از یک کابل، که در معرض نیروی کشش کابل است. کتاب های درسی مختلف، موضوعات مختلف و نیروهای مختلف - برای دریافت برنده در نیرو هنگام بلند کردن بار بنابراین هدف این مقاله جستجوی اشیا و قدرت، با که از طریق آن برنده ها به دست می آید نیرو هنگام بلند کردن بار مکانیزم سادهمسدود کردن.

کلید واژه ها:

ابتدا بیایید نگاهی بیندازیم و با هم مقایسه کنیم که در هنگام بلند کردن بار با مکانیزم بلوک ساده، در کتاب های درسی فیزیک هفتم، گزیده هایی از متون درسی با مفاهیم مشابه را در جدول قرار می دهیم برای شفافیت.

Peryshkin A.V. Physics. درجه 7 ام. § 61. کاربرد قاعده تعادل اهرمی در بلوک، ص 180-183.	Gendenshtein L. E. فیزیک. درجه 7 ام. § 24. مکانیسم های ساده، ص 188-196.
"مسدود کردناین یک چرخ با شیار است که در یک نگهدارنده نصب شده است. یک طناب، کابل یا زنجیره از ناودان بلوک عبور داده می شود. "بلوک ثابتآنها به چنین بلوکی می گویند که محور آن ثابت است و در هنگام بلند کردن بار بالا یا پایین نمی رود (شکل 177). یک بلوک ثابت را می توان به عنوان یک اهرم هم بازو در نظر گرفت که بازوهای نیرو در آن برابر با شعاع چرخ است (شکل 178): OA=OB=r. چنین بلوکی باعث افزایش قدرت نمی شود (F1 = F2)، اما به شما امکان می دهد جهت نیرو را تغییر دهید."	"آیا یک بلوک ثابت به شما قدرت بیشتری می دهد؟ ... در شکل 24.1a کابل توسط نیرویی که ماهیگیر به انتهای آزاد کابل وارد می کند، کشیده می شود. نیروی کشش کابل در طول کابل ثابت می ماند، بنابراین از کنار کابل به بار (ماهی ) نیرویی با همان قدر عمل می کند. بنابراین، یک بلوک ثابت افزایش قدرت ایجاد نمی کند. 6. چگونه می توانید با استفاده از یک بلوک ثابت قدرت بدست آورید؟ اگر فردی بلند کند خودت،همانطور که در شکل 24.6 نشان داده شده است، سپس وزن فرد به طور مساوی در دو قسمت کابل توزیع می شود (مطابق با طرف های مختلفمسدود کردن). بنابراین، انسان با اعمال نیرویی که نصف وزن او است، خود را بلند می کند».
«بلوک متحرک بلوکی است که محور آن همراه با بار بالا و پایین می رود (شکل 179). شکل 180 اهرم مربوط به آن را نشان می دهد: O نقطه تکیه اهرم است. AO - بازوی نیروی P و OB - بازوی نیروی F. از آنجایی که بازوی OB 2 برابر بزرگتر از بازوی OA است، پس نیروی F 2 برابر کمتر از نیروی P است: F=P/2. بدین ترتیب، بلوک متحرک افزایش می دهدزور 2 بار".	"5. چرا یک بلوک متحرک باعث پیروزی می شود؟در حال اجرادو برابر؟ هنگامی که بار به طور یکنواخت بلند می شود، بلوک متحرک نیز به طور یکنواخت حرکت می کند. این بدان معنی است که برآیند تمام نیروهای اعمال شده به آن صفر است. اگر بتوان از جرم بلوک و اصطکاک موجود در آن چشم پوشی کرد، می توان فرض کرد که سه نیرو به بلوک وارد می شود: وزن بار P به سمت پایین و دو نیروی کششی یکسان کابل F به سمت بالا. . از آنجایی که حاصل این نیروها صفر است، یعنی P = 2F وزن بار 2 برابر نیروی کششی کابل است.اما نیروی کششی کابل دقیقاً نیرویی است که هنگام بلند کردن بار به کمک بلوک متحرک وارد می شود. بنابراین ما ثابت کرده ایم که بلوک متحرک یک بهره می دهد زور 2 بار".
معمولاً در عمل از ترکیب یک بلوک ثابت و یک بلوک متحرک استفاده می کنند (شکل 181). بلوک ثابت فقط برای راحتی استفاده می شود. افزایش قدرت نمی دهد، اما جهت نیرو را تغییر می دهد، به عنوان مثال، به شما اجازه می دهد تا در حالی که روی زمین ایستاده اید، بار را بلند کنید. شکل 181. ترکیبی از بلوک های متحرک و ثابت - بالابر زنجیره ای.	12. شکل 24.7 سیستم را نشان می دهد بلوک ها چند بلوک متحرک دارد و چند بلوک ثابت دارد؟ چنین سیستمی از بلوک‌ها در صورت اصطکاک و آیا می توان جرم بلوک ها را نادیده گرفت؟ . شکل 24.7. پاسخ در صفحه 240: «12 بلوک متحرک و یک درست شد؛ 8 بار."

بیایید بررسی و مقایسه متون و تصاویر در کتاب های درسی را خلاصه کنیم:

اثبات به دست آوردن یک برنده در کتاب درسی توسط Peryshkin A.V بر روی چرخ بلوک انجام شده است نیروی موثر- قدرت اهرم؛ هنگام بلند کردن بار، یک بلوک ثابت افزایش قدرت ایجاد نمی کند، اما یک بلوک متحرک افزایش 2 برابری نیرو را ایجاد می کند. از کابلی که بار روی بلوک ثابت و بلوک متحرک با بار آویزان باشد، خبری نیست.

از سوی دیگر، در کتاب درسی Gendenstein L.E. اثبات بهره در نیرو بر روی کابلی انجام می شود که بار یا بلوک متحرک با بار آویزان است و نیروی عامل نیروی کشش کابل است. هنگام بلند کردن بار، یک بلوک ثابت می تواند 2 برابر استحکام را افزایش دهد، اما در متن اهرم روی چرخ بلوک ذکر نشده است.

جستجوی ادبیاتی که با استفاده از یک بلوک و یک کابل، افزایش نیرو را توصیف می‌کرد، به «کتاب درسی ابتدایی فیزیک»، ویرایش شده توسط آکادمیک G. S. Landsberg، در §84 منجر شد. ماشین های سادهدر صفحات 168-175 توضیحاتی در مورد: "تک بلوک، بلوک دوبل، دروازه، قرقره و بلوک دیفرانسیل" ارائه شده است. در واقع، با طراحی خود، "یک بلوک دوتایی هنگام بلند کردن بار، به دلیل تفاوت در طول شعاع بلوک ها، قدرت بیشتری می بخشد" که با کمک آن بار بلند می شود، و "بلوک قرقره می دهد افزایش قدرت در هنگام بلند کردن بار، به دلیل طناب، که بار بر روی چندین قسمت آن آویزان است. بنابراین، می‌توان فهمید که چرا یک بلوک و یک کابل (طناب) در هنگام بلند کردن بار قدرت افزایش می‌دهند، اما نمی‌توان فهمید که چگونه بلوک و کابل با یکدیگر تعامل دارند و وزن آن را منتقل می‌کنند. به یکدیگر بارگیری کنید، زیرا بار را می توان روی یک کابل آویزان کرد و کابل روی بلوک پرتاب می شود یا بار می تواند روی بلوک آویزان شود و بلوک روی کابل آویزان می شود. معلوم شد که نیروی کشش کابل ثابت است و در تمام طول کابل عمل می کند، بنابراین انتقال وزن بار توسط کابل به بلوک در هر نقطه تماس بین کابل و بلوک خواهد بود. و همچنین انتقال وزن بار معلق روی بلوک به کابل. برای روشن شدن تعامل بلوک با کابل، آزمایشاتی را برای به دست آوردن افزایش قدرت با یک بلوک متحرک، هنگام بلند کردن بار، با استفاده از تجهیزات انجام خواهیم داد. دفتر مدرسهفیزیکدانان: دینامومترها، بلوک های آزمایشگاهی و مجموعه ای از وزنه ها در 1N (102 گرم). بیایید آزمایش ها را با یک بلوک متحرک شروع کنیم، زیرا ما سه نسخه مختلف از به دست آوردن افزایش قدرت با این بلوک داریم. نسخه اول «شکل 180 است. یک بلوک متحرک به عنوان یک اهرم با بازوهای نابرابر" - کتاب درسی A. V. Peryshkin، دوم "شکل 24.5 ... دو نیروی کششی برابر کابل F" - طبق کتاب درسی L. E. Gendenstein و در نهایت "شکل 145 Pull Block". بلند کردن بار با گیره متحرک قرقره روی چندین قسمت یک طناب - طبق کتاب درسی G. S. Landsberg.

تجربه شماره 1 "شکل 183"

برای انجام آزمایش شماره 1، به دست آوردن قدرت بر روی بلوک متحرک "با یک اهرم با شانه های نابرابر OAB شکل 180" مطابق کتاب درسی A. V. Peryshkin، روی بلوک متحرک "شکل 183" موقعیت 1 را بکشید یک اهرم با شانه های نابرابر OAB، مانند "شکل 180" و شروع به بلند کردن بار از موقعیت 1 به موقعیت 2 می کند. در همان لحظه، بلوک شروع به چرخش در جهت خلاف جهت عقربه های ساعت حول محور خود در نقطه A و نقطه B می کند. ، انتهای اهرمی که در پشت آن بالابر رخ می دهد، از نیم دایره ای خارج می شود که در امتداد آن کابل از پایین به دور بلوک متحرک می رود. نقطه O - نقطه تکیه اهرم، که باید ثابت باشد، پایین می آید، به "شکل 183" مراجعه کنید - موقعیت 2، یعنی یک اهرم با شانه های نابرابر OAB مانند یک اهرم با شانه های مساوی تغییر می کند (نقاط O و B از یکسان عبور می کنند. راه ها).

بر اساس داده های به دست آمده در آزمایش شماره 1 در مورد تغییرات موقعیت اهرم OAB بر روی بلوک متحرک هنگام بلند کردن بار از موقعیت 1 به موقعیت 2، می توان نتیجه گرفت که نمایش بلوک متحرک به صورت اهرمی با بازوهای نابرابر در "شکل 180"، هنگام بلند کردن بار، با چرخش بلوک حول محور آن، مربوط به اهرمی با بازوهای مساوی است که در هنگام بلند کردن بار، افزایش قدرت ایجاد نمی کند.

آزمایش شماره 2 را با اتصال دینامومترها به انتهای کابل شروع می کنیم، که روی آن یک بلوک متحرک با باری به وزن 102 گرم که مربوط به نیروی گرانش 1 نیوتن است، روی آن آویزان می کنیم. یکی از انتهای کابل را ثابت می کنیم. کابل را روی یک تعلیق قرار دهید و با استفاده از انتهای دیگر کابل، بار روی بلوک متحرک را بلند می کنیم. قبل از صعود، قرائت هر دو دینامومتر در ابتدای صعود 0.5 شمالی بود، خوانش دینامومتر که برای آن صعود رخ داد، به 0.6 شمالی تغییر کرد و در پایان صعود به همین ترتیب باقی ماند. قرائت‌ها به 0.5 نیوتن‌رو برگشتند. قرائت‌های دینامومتر، ثابت برای تعلیق ثابت در طول افزایش تغییر نکرد و برابر با 0.5 نیوتن باقی ماند. اجازه دهید نتایج آزمایش را تجزیه و تحلیل کنیم:

1. قبل از بلند کردن، هنگامی که بار 1 نیوتن (102 گرم) روی یک بلوک متحرک آویزان می شود، وزن بار روی کل چرخ توزیع می شود و به کابل منتقل می شود که با استفاده از کل نیم دایره بلوک را از پایین دور می کند. چرخ.
2. قبل از بلند کردن، قرائت هر دو دینامومتر 0.5 نیوتن است که نشان دهنده توزیع وزن بار 1 نیوتن (102 گرم) در دو قسمت کابل (قبل و بعد از بلوک) یا نیروی کشش کابل است. 0.5 نیوتن است و در تمام طول کابل یکسان است (در ابتدا یکسان، در انتهای کابل یکسان است) - هر دوی این گزاره ها درست هستند.

بیایید تجزیه و تحلیل آزمایش شماره 2 را با نسخه های کتاب درسی در مورد بدست آوردن افزایش 2 برابری قدرت با استفاده از یک بلوک متحرک مقایسه کنیم. بیایید با بیانیه کتاب درسی Gendenstein L.E شروع کنیم که سه نیرو بر روی بلوک اعمال می شود: وزن بار P به سمت پایین و دو نیروی کششی یکسان کابل به سمت بالا (شکل 24.5). " دقیق تر است که بگوییم وزن بار در «شکل. 14.5 اینچ به دو قسمت کابل قبل و بعد از بلوک تقسیم شد، زیرا نیروی کشش کابل یک است. باقی مانده است که امضای زیر "شکل 181" از کتاب درسی A. V. Peryshkin "ترکیب بلوک های متحرک و ثابت - بلوک قرقره" را تجزیه و تحلیل کنیم. شرح دستگاه و افزایش قدرت هنگام بلند کردن بار با قرقره در کتاب درسی فیزیک ابتدایی، ویرایش داده شده است. Lansberg G.S. جایی که گفته می شود: "هر قطعه طناب بین بلوک ها بر روی بار متحرک با نیروی T عمل می کند و تمام قطعات طناب با نیروی nT عمل می کنند که n تعداد بخش های جداگانه طناب است که هر دو را به هم متصل می کند. بخش هایی از بلوک." به نظر می رسد که اگر برای "شکل 181" بهره را با "طناب متصل کننده هر دو قسمت" قرقره از کتاب درسی ابتدایی فیزیک توسط G. S. Landsberg اعمال کنیم، آنگاه توصیف بهره در حال حرکت با یک بلوک متحرک. در "شکل 179" و بر این اساس، شکل 180 یک خطا خواهد بود.

پس از تجزیه و تحلیل چهار کتاب درسی فیزیک می توان نتیجه گرفت که توضیحات موجودبه دست آوردن افزایش قدرت با استفاده از یک مکانیسم بلوک ساده با وضعیت واقعی امور مطابقت ندارد و بنابراین نیاز به شرح جدیدی از عملکرد یک مکانیسم بلوک ساده دارد.

مکانیزم ساده بلند کردناز یک بلوک و یک کابل (طناب یا زنجیر) تشکیل شده است.

بلوک های این مکانیسم بالابر به دو دسته تقسیم می شوند:

با طراحی به ساده و پیچیده.

با توجه به روش بلند کردن بارها به انواع متحرک و ثابت.

بیایید شروع به آشنایی با طراحی بلوک ها کنیم بلوک سادهکه چرخی است که حول محور خود می چرخد، با یک شیار به دور محیط برای کابل (طناب، زنجیر) شکل 1 و می توان آن را به عنوان یک اهرم هم بازو که در آن بازوهای نیروها برابر با شعاع است در نظر گرفت. چرخ: OA=OB=r. چنین بلوکی افزایش قدرت ایجاد نمی کند، اما به شما امکان می دهد جهت حرکت کابل (طناب، زنجیر) را تغییر دهید.

بلوک دوبلاز دو بلوک با شعاع های مختلف تشکیل شده است که به طور صلب به هم چسبیده و بر روی یک محور مشترک در شکل 2 نصب شده اند. شعاع بلوک‌های r1 و r2 متفاوت است و هنگام بلند کردن بار مانند اهرمی با شانه‌های نابرابر عمل می‌کنند و بهره در نیرو برابر است با نسبت طول شعاع بلوک با قطر بزرگتر به بلوک با قطر کمتر F = Р·r1/r2.

دروازه شامل یک استوانه (درام) و یک دسته متصل به آن است که به عنوان یک بلوک عمل می کند قطر بزرگافزایش نیرویی که توسط یقه داده می شود با نسبت شعاع دایره R که توسط دسته به شعاع سیلندر r که طناب روی آن پیچیده شده است تعیین می شود.

بیایید به روش بلند کردن بار با بلوک برویم. از توضیحات طراحی، همه بلوک ها دارای یک محور هستند که به دور آن می چرخند. اگر محور بلوک ثابت باشد و در هنگام بلند کردن بار بالا یا پایین نیاید، چنین بلوکی نامیده می شود. بلوک ثابتتک بلوک، بلوک دوبل، دروازه.

U بلوک متحرکمحور همراه با بار بالا و پایین می رود (شکل 10) و عمدتاً برای از بین بردن خمش کابل در محل معلق بار در نظر گرفته شده است.

بیایید با دستگاه و روش بلند کردن بار آشنا شویم قسمت دوم مکانیزم بالابر ساده کابل، طناب یا زنجیر است. کابل از سیم های فولادی، طناب از نخ ها یا رشته ها ساخته شده است و زنجیر از پیوندهایی تشکیل شده است که به یکدیگر متصل هستند.

روش های آویزان کردن بار و به دست آوردن قدرت هنگام بلند کردن بار با کابل:

در شکل 4، بار در یک سر کابل ثابت است و اگر بار را از سر دیگر کابل بلند کنید، برای بلند کردن این بار به نیرویی کمی بیشتر از وزن بار نیاز دارید، زیرا یک بلوک ساده افزایش قدرت، F = P را نمی دهد.

در شکل 5، کارگر بار را با کابلی که از بالا دور یک بلوک ساده می‌چرخد، بلند می‌کند، در یک انتهای قسمت اول کابل، یک صندلی که کارگر روی آن می‌نشیند، و در قسمت دوم کابل وجود دارد. کارگر خود را با نیرویی 2 برابر کمتر از وزن خود بلند می کند، زیرا وزن کارگر به دو قسمت کابل تقسیم شده است، اولی - از صندلی تا بلوک، و دوم - از بلوک به دستان کارگر F = P/2.

در شکل 6 بار توسط دو کارگر با استفاده از دو کابل بلند می شود و وزن بار به طور مساوی بین کابل ها توزیع می شود و بنابراین هر کارگر با نیرویی معادل نصف وزن بار F = P/ بار را بلند می کند. 2.

در شکل 7، کارگران باری را بلند می کنند که روی دو قسمت یک کابل آویزان است و وزن بار به طور مساوی بین قطعات این کابل (مانند دو کابل) توزیع می شود و هر کارگر با نیرویی بار را بلند می کند. برابر با نصف وزن بار F = P/2.

در شکل 8، انتهای کابل که توسط آن یکی از کارگران در حال بلند کردن بار بود، روی یک سیستم تعلیق ثابت محکم شد و وزن بار به دو قسمت کابل تقسیم شد و زمانی که کارگر آن را بلند کرد. بار توسط سر دوم کابل، نیرویی که کارگر با آن بار را بلند می کرد دو برابر شد وزن کمتربار F = P/2 و بلند کردن بار 2 برابر کندتر خواهد بود.

در شکل 9، بار روی 3 قسمت از یک کابل آویزان است که یک سر آن ثابت است و افزایش نیرو در هنگام بلند کردن بار برابر با 3 خواهد بود، زیرا وزن بار روی سه قسمت از کابل توزیع می شود. کابل F = P/3.

برای از بین بردن خمش و کاهش نیروی اصطکاک، یک بلوک ساده در محلی که بار معلق است نصب می شود و نیروی مورد نیاز برای بلند کردن بار تغییر نکرده است، زیرا یک بلوک ساده افزایش مقاومتی ایجاد نمی کند (شکل 10). و شکل 11)، و خود بلوک فراخوانی خواهد شد بلوک متحرک، از آنجایی که محور این بلوک همراه با بار بالا و پایین می رود.

از نظر تئوری، یک بار را می توان روی تعداد نامحدودی از قطعات یک کابل معلق کرد، اما در عمل آنها به شش قسمت محدود می شوند و چنین مکانیزم بالابری نامیده می شود. بالابر زنجیری، که از گیره های ثابت و متحرک با بلوک های ساده، که به طور متناوب دور یک کابل پیچیده می شوند که یک سر آن به یک گیره ثابت ثابت می شود و بار با استفاده از سر دیگر کابل بلند می شود. افزایش استحکام به تعداد قطعات کابل بین قفس ثابت و متحرک بستگی دارد، به طور معمول 6 قسمت از کابل و افزایش قدرت 6 برابر است.

مقاله به طور واقع بینانه در نظر گرفته است تعاملات موجودبین بلوک ها و کابل هنگام بلند کردن بار. رویه موجود در تعیین اینکه "یک بلوک ثابت افزایش قدرت نمی دهد، اما یک بلوک متحرک افزایش نیرو را 2 برابر می کند" به اشتباه تعامل کابل و بلوک را در مکانیزم بلند کردنو تنوع کامل طرح های بلوک را منعکس نمی کرد، که منجر به توسعه ایده های اشتباه یک طرفه در مورد بلوک شد. در مقایسه با حجم مطالب موجود برای مطالعه یک مکانیسم بلوک ساده، حجم مقاله 2 برابر افزایش یافته است، اما این امکان را فراهم می کند تا فرآیندهای رخ داده در یک مکانیسم بلند کردن ساده را نه تنها برای دانش آموزان، بلکه همچنین به وضوح و قابل فهم توضیح دهیم. به معلمان

ادبیات:

1. Pyryshkin, A.V, فیزیک هفتم: کتاب درسی / A.V., اضافی - M.: Bustard, 2014, - ill. ISBN 978–5-358–14436–1. § 61. کاربرد قاعده تعادل اهرمی در بلوک، ص 181-183.
2. Gendenstein، L. E. فیزیک. درجه 7 ام. در 2 ساعت، بخش 1. کتاب درسی برای موسسات آموزشی / L. E. Gendenshten, A. B. Kaidalov, V. B. Kozhevnikov. ویرایش V. A. Orlova، I. I. Roizen - ویرایش دوم، تجدید نظر شده. - M.: Mnemosyne, 2010.-254 p.: ill. ISBN 978–5-346–01453–9. § 24. مکانیسم های ساده، ص 188-196.
3. کتاب درسی ابتدایی فیزیک، ویرایش شده توسط آکادمیک G. S. Landsberg جلد 1. مکانیک. حرارت. فیزیک مولکولی - ویرایش 10 - M.: Nauka، 1985. § 84. Simple machines, pp. 168-175.
4. گروموف، S. V. فیزیک: کتاب درسی. برای کلاس هفتم آموزش عمومی موسسات / S. V. Gromov، N. A. Rodina - ویرایش 3. - م.: آموزش و پرورش، 1380-158 ص.،: بد. ISBN-5–09–010349–6. §22. بلوک، ص55 -57.

کلید واژه ها: بلوک، بلوک دوبل، بلوک ثابت، بلوک متحرک، بلوک قرقره..

حاشیه نویسی: کتاب های درسی فیزیک برای کلاس هفتم، هنگام مطالعه یک مکانیسم بلوک ساده، به روش های مختلف افزایش نیرو هنگام بلند کردن بار را با استفاده از این مکانیسم تفسیر می کنند، به عنوان مثال: در کتاب درسی A. V. Peryshkin، بهره در نیرو با استفاده از چرخ به دست می آید. بلوکی که نیروهای اهرم بر روی آن عمل می کنند و در کتاب درسی Gendenstein L.E همین بهره را با کمک یک کابل بدست می آید که نیروی کششی کابل بر آن اثر می گذارد. کتاب های درسی مختلف، اشیاء مختلف و نیروهای مختلف - برای به دست آوردن قدرت در هنگام بلند کردن بار. بنابراین، هدف این مقاله جستجوی اجسام و نیروهایی است که به کمک آنها هنگام بلند کردن بار با مکانیزم بلوک ساده، افزایش قدرت حاصل می شود.

برگشت