Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии

Стартовая страница

О системе

Технические требования

Синтез

Обучающий модуль

Справка по системе

Контакты
Искать:
  Расширенный   Формализованый   По связи разделов
 А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я 
Общий каталог эффектов

Система блоков
Система блоков

Анимация

Описание

 

 
Блок — простое механическое устройство, позволяющее регулировать силу. Представляет собой колесо с жёлобом по окружности, вращающееся вокруг своей оси. Желоб предназначен для каната, цепи, ремня и т. п. Ось блока помещается в обоймах, прикрепленных на балке или стене, такой блок называется неподвижным; если же к этим обоймам прикрепляется груз, и блок вместе с ними может двигаться, то такой блок называется подвижным.
Неподвижный блок (Рис.1) употребляется для подъема небольших грузов или для изменения направления силы. Данный тип блоков нельзя использовать для получения выигрыша в силе, т.к. для поднятия груза массой m на высоту h, необходимо все равно приложить к веревке, за которую вы тянете груз, силу mg. Однако, такой блок хорош тем, что с его помощью можно менять направление действия силы тяги. Условие равновесия блока: F = fmg, где F - прилагаемое внешнее усилие, mмасса груза, g - ускорение силы тяжести, f - коэффициент сопротивления в блоке (для цепей примерно 1.05, а для веревок – 1.1). В пренебрежении трением для подъема нужна сила, равная весу груза.
Неподвижный блок
Рис.1
Подвижный блок (Рис.2) имеет свободную ось и предназначен для изменения величины прилагаемых усилий. Если концы веревки, обхватывающей блок, составляют с горизонтом равные между собой углы, то действующая на груз сила относится к его весу, как радиус блока к хорде дуги, обхваченной канатом; отсюда, если веревки параллельны (то есть когда дуга, обхватываемая веревкой, равна полуокружности), то для подъема груза потребуется сила вдвое меньше, чем вес груза, то есть F = 1/2 fmg. При этом груз пройдет расстояние, вдвое меньшее пройденного точкой приложения силы F, соответственно, выигрыш в силе подвижного блока равен 2.
Подвижный блок
Рис.2
Фактически, любой блок представляет собой рычаг, в случае неподвижного блока – равноплечий, в случае подвижного – с соотношением плеч 1 к 2. Как и для всякого другого рычага, для блока справедливо правило: Во сколько раз выигрываем в усилии, во столько же раз проигрываем в расстоянии. Иными словами, совершаемая при перемещении груза на какое-либо расстояние без использования блока работа равна работе, затрачиваемой при перемещении груза на то же самое расстояние с применением блока при условии отсутствия трения. В реальном блоке всегда присутствуют некоторые потери.
 

 

 

Ключевые слова

 

Области техники и экономики

 

Используемые естественнонаучные эффекты

Сохранение момента количества движения изолированной системой взаимодействующих тел (Сохранение момента количества движения)
Сохранение количества движения изолированной системой взаимодействующих тел (Сохранение количества движения изолированной системой взаимодействующих тел)
Создание момента силы (Создание момента силы )
Давление при контакте (Давление при контакте)
Трение качения. (Трение качения.)
Эффект передачи момента силы посредством твёрдого тела (Механического рычага эффект)
Трение при относительном движении соприкасающихся тел (Трение скольжения)

 

Разделы естественных наук используемых естественнонаучных эффектов

6Динамика
3Кинематика
4Статика
1Твердые тела
1Упругость и пластичность

 

Применение эффекта

Издревле блоки, наряду с другими простыми механизмами применялись при кораблестроении и мореплавании. По отдельности блоки применяются достаточно редко. Наиболее характерным примером использования неподвижного блока является подьем небольших грузов при строительстве, когда нет необходимости использовать кран. Также используется система, состоящая из комбинации нескольких подвижных и неподвижных блоков. Такая система называется полиспаст. Простейшая такая система изображена на рис.1 и даёт выигрыш в силе в 2 раза. Система из двух неподвижных блоков, между которыми находится кольцевой ремень, называется ременной передачей.
Простейший пример полиспаста
Рис.1

 

Реализации эффекта

Флагшток — как правило металлическая или деревянная вертикальная стойка (шток, стержень, древко) на которой поднимается флаг.
Флагшток снабжён механизмом, для более удобного поднятия флага. Механизм представляет собой два неподвижных блока и кольцевой ремень между ними. В этом случае флаг крепится к ремню и при вращении блоков поднимается на верхнюю точку флагштока. При этом сам поднимающий избавлен от необходимости подниматься наверх.

 

Неподвижный блок до сих пор широко используется в строительстве в качестве простейшего подъемного механизма (рис.1) в тех случаях, когда величина подъема невелика, объем и тяжесть груза незначительны. Кроме того неподвижный блок используется практически во всех лебедках. Однако в них сила прикладывается не непосрественно к тросу, а к самому блоку.
 
Неподвижный блок
Рис.1

Литература

1. Кикоин И.К., Кикоин А.К. Физика. - М.: Просвещение, 1992.

2. Пурышева Н.С. Важеевская Н.Е. Чаругин В.М. Физика: 9 класс. - М.: Дрофа, 2008.

Формализованное описание Показать

Стартовая страница  О системе  Технические требования  Синтез  Обучающий модуль  Справка по системе  Контакты 
Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина