Përshkrimi i pajisjes
Blloku është një mekanizëm i thjeshtë, i cili është një rrotë me një zakon rreth perimetrit për një litar ose zinxhir, i cili mund të rrotullohet lirshëm rreth boshtit të tij. Sidoqoftë, një litar i hedhur mbi një degë peme është gjithashtu në një farë mase një bllok.
Pse nevojiten blloqe?
Në varësi të modelit të tyre, blloqet mund të lejojnë ndryshimin e drejtimit të forcës së aplikuar (për shembull, për të hequr një ngarkesë të caktuar të pezulluar në një litar të hedhur mbi një degë peme, duhet të tërhiqni skajin tjetër të litarit poshtë .. ose në anën). Në të njëjtën kohë, ky bllok nuk do të japë një fitim në forcë. Blloqe të tilla quhen i palëvizshëm, meqenëse boshti i rrotullimit të bllokut është i fiksuar në mënyrë të ngurtë (natyrisht, nëse dega nuk prishet). Blloqe të tilla përdoren për lehtësi. Për shembull, kur ngrini një ngarkesë në një lartësi, është shumë më e lehtë të tërhiqni një litar me një ngarkesë të hedhur mbi bllok.
rruge poshte , duke vënë peshën e trupit tuaj mbi të, sesa të qëndroni në majë dhe të tërheqni një ngarkesë me një litar për veten tuaj.Përveç kësaj, ka blloqe që ju lejojnë jo vetëm të ndryshoni drejtimin e forcës së aplikuar, por gjithashtu të jepni një fitim në forcë. Një bllok i tillë quhet celular dhe funksionon pikërisht e kundërta e bllokut lëvizës.
Për të marrë një forcë, një skaj i litarit duhet të jetë i fiksuar në mënyrë të ngurtë (për shembull, lidheni atë me një degë). Tjetra, një rrotë me një zakon është instaluar në litarin në të cilin ngarkesa është pezulluar (kjo duhet të bëhet në mënyrë të tillë që rrota me ngarkesë të mund të hipë lirshëm në litarin tonë).
Tani, duke tërhequr skajin e lirë të litarit lart, do të shohim që blloku me peshën gjithashtu filloi të ngrihet.Përpjekjet që do të na duhen të shpenzojmë për të ngritur ngarkesën në këtë mënyrë do të jenë rreth 2 herë më pak se pesha e ngarkesës së bashku me bllokun. Fatkeqësisht, ky lloj blloku nuk lejon ndryshimin e drejtimit të forcës brenda kufijve të gjerë, prandaj shpesh përdoret së bashku me një bllok të palëvizshëm (të fiksuar në mënyrë të ngurtë).
Përshkrimi i përvojës
Së pari, video demonstron parimin e funksionimit të një blloku fiks: ngarkesat e së njëjtës masë pezullohen nga një bllok i fiksuar në mënyrë të ngurtë, ndërsa blloku është në ekuilibër. Por dikush ka vetëm për të ulur një peshë shtesë, dhe avantazhi fillon menjëherë në anën e madhe.
Më tej, duke përdorur një sistem të blloqeve të lëvizshëm dhe fiks, ne përpiqemi të arrijmë një gjendje ekuilibri duke zgjedhur numrin optimal të peshave të pezulluara nga të dy anët. Si rezultat, blloku është i balancuar kur numri i peshave të pezulluara nga blloku i lëvizshëm bëhet dy herë më shumë se peshat e pezulluara nga skaji i lirë i fillit.
Kështu, mund të konkludojmë se blloku i luajtshëm jep një fitim të dyfishtë të forcës.
Eshte interesante
A e dini se blloqet e lëvizshme dhe fikse përdoren gjerësisht në mekanizmat e transmetimit të makinave? Për më tepër, blloqet përdoren nga ndërtuesit për të ngritur ngarkesa të mëdha dhe të vogla (mirë, ose vetë. Për shembull, kur riparoni fasadat e jashtme të ndërtesave, ndërtuesit shpesh punojnë në një djep që mund të lëvizë midis kateve. Pas përfundimit të punës në një dysheme, punëtorët mund ta lëvizin shpejt djepin një kat më lart, duke përdorur vetëm fuqinë tuaj). Blloqet janë kaq të përhapura për shkak të lehtësisë së montimit dhe lehtësisë së përdorimit.
Aksi i të cilit është i fiksuar gjatë ngritjes së ngarkesave, nuk ngrihet apo bie. Shtë një rrotë me një zakon rreth perimetrit, që rrotullohet rreth boshtit të saj. Hendeku ka për qëllim një litar, zinxhir, rrip, etj. Nëse boshti i bllokut vendoset në kapëse të ngjitura në një rreze ose mur, një bllok i tillë quhet i fiksuar (domethënë, boshti i bllokut është i fiksuar); nëse një ngarkesë është e bashkangjitur në këto kapëse, dhe blloku mund të lëvizë me to, atëherë një bllok i tillë quhet i lëvizshëm.
Bllok i fiksuar përdoret për heqjen e ngarkesave të vogla ose për ndryshimin e drejtimit të forcës.
Gjendja e ekuilibrit të bllokut:
F = f m g (\ stili i ekranit ~ F = fmg)
, kuF (\ stili i ekranit F)- fuqi e jashtme e aplikuar, m (\ stili i ekranit m)- masa e ngarkesës, g (\ stili i ekranit g)- përshpejtimin e gravitetit, f (\ stili i ekranit f)- koeficienti i rezistencës në bllok (për zinxhirë rreth 1.05, dhe për litarë - 1.1).
Në mungesë të fërkimit, ngritja kërkon një forcë të barabartë me peshën e ngarkesës.
Bllok i lëvizshëm ka një bosht të lirë dhe është krijuar për të ndryshuar madhësinë e forcave të aplikuara. Nëse skajet e litarit që mbështillen rreth bllokut bëjnë kënde të barabarta me njëri -tjetrin me horizontin, atëherë forca që vepron mbi ngarkesën lidhet me peshën e tij, si rrezja e bllokut në akordin e harkut të mbështjellë rreth litarit; kështu, nëse litarët janë paralel (domethënë kur harku i mbështjellë me litar është i barabartë me një gjysmërreth), atëherë heqja e ngarkesës do të kërkojë një forcë sa gjysma e peshës së ngarkesës, domethënë:
F = 1 2 f m g (\ stili i ekranit ~ F = (1 \ mbi (2)) fmg)
Në këtë rast, ngarkesa do të kalojë një distancë që është gjysma e distancës së përshkuar nga pika e zbatimit të forcës F, respektivisht, fitimi në forcën e bllokut lëvizës është i barabartë me 2.
Në fakt, çdo bllok është një levë, në rastin e një blloku fiks - krahë të barabartë, në rastin e një të lëvizshëm - me një raport krahësh 1 me 2. Sa për çdo levë tjetër, rregulli është i vlefshëm për një bllok : Sa herë fitojmë në përpjekje, sa herë humbasim në distancë... Me fjalë të tjera, puna e kryer kur ngarkesa zhvendoset në çdo distancë pa përdorur bllokun është e barabartë me punën e shpenzuar kur ngarkesa lëvizet në të njëjtën distancë duke përdorur bllokun, me kusht që të mos ketë fërkime. Gjithmonë ka një humbje në një bllok të vërtetë.
Përdoret gjithashtu një sistem i përbërë nga një kombinim i disa njësive të lëvizshme dhe fikse. Ky sistem quhet ngritës zinxhir. Sistemi më i thjeshtë i tillë tregohet në figurë dhe jep një fitim 2-fish në forcë.
Ndryshe nga një rrotull, blloku rrotullohet lirshëm në bosht dhe siguron ekskluzivisht një ndryshim në drejtimin e lëvizjes së rripit ose litarit, pa transferuar forcat nga boshti në brez ose nga rripi në bosht.
Në teknologjinë moderne për transferimin e mallrave në vendet e ndërtimit dhe ndërmarrjet, mekanizmat e ngritjes përdoren gjerësisht, përbërësit e domosdoshëm të të cilave 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 forcë kur përdor shpikjen e tij, dhe e mësoi atë të ndryshojë drejtimin e veprimit të forcës.
Një bllok është një rrotë me një zakon rreth perimetrit për një litar ose zinxhir, boshti i të cilit është ngjitur në mënyrë të ngurtë në një rreze muri ose tavani.
Pajisjet ngritëse zakonisht përdorin jo një, por disa blloqe. Sistemi i blloqeve dhe kabllove i krijuar për të rritur kapacitetin mbajtës quhet ngritës zinxhir.
Blloku i lëvizshëm dhe i fiksuar janë të njëjtët mekanizma të thjeshtë të lashtë si leva. Tashmë në 212 para Krishtit, me ndihmën e grepave dhe kapjeve të lidhura me blloqet, Sirakuzianët kapën mjetet e rrethimit nga Romakët. Arkimedi drejtoi ndërtimin e automjeteve ushtarake dhe mbrojtjen e qytetit.
Arkimedi e konsideroi bllokun fiks si një levë me krah të barabartë.
Momenti i forcës që vepron nga njëra anë e bllokut është i barabartë me momentin e forcës së aplikuar nga ana tjetër e bllokut. Forcat që krijojnë këto momente janë të njëjta.
Nuk ka fitim në forcë, por një bllok i tillë ju lejon të ndryshoni drejtimin e forcës, e cila ndonjëherë është e nevojshme.
Arkimedi mori bllokun e lëvizshëm për një levë të pabarabartë, e cila jep një fitim 2-fish në forcë. Momentet e forcave veprojnë në lidhje me qendrën e rrotullimit, e cila duhet të jetë e barabartë në ekuilibër.
Arkimedi studioi vetitë mekanike të bllokut të lëvizshëm dhe e zbatoi atë në praktikë. Sipas Athenaeus, "shumë mënyra u shpikën për lëshimin e anijes gjigante të ndërtuar nga tirani i Sirakuzës Hieron, por mekaniku Arkimedi, duke përdorur mekanizma të thjeshtë, vetëm arriti të lëvizte anijen me ndihmën e disa njerëzve. Arkimedi shpiku një bllok dhe përmes nisi një anije të madhe. "...
Blloku nuk jep fitim në punë, duke konfirmuar rregullin e artë të mekanikës. Kjo është e lehtë të verifikohet duke i kushtuar vëmendje distancave të mbuluara nga dora dhe kazani.
Anijet sportive të lundrimit, si varkat me vela të së kaluarës, nuk mund të bëjnë pa blloqe kur vendosin dhe drejtojnë velat. Anijet moderne kanë nevojë për blloqe për ngritjen e sinjaleve, anijeve.
Ky është një kombinim i blloqeve të lëvizshëm dhe të fiksuar në një linjë hekurudhore të elektrizuar për rregullimin e tensionit të telave.
Një sistem i tillë blloqesh mund të përdoret nga pilotët e avionëve për të ngritur automjetet e tyre në ajër.
Termi "bllok" do të thotë ndonjë pajisje mekanike, e cila është një rul, e cila është e fiksuar në një bosht pingul. Ky rul ose mund të lëvizë lirshëm, ose, përkundrazi, është i fiksuar në mënyrë të ngurtë. Le të thjeshtojmë përkufizimin - nëse boshti i rrotullimit të rrotullës lëviz në hapësirë, atëherë blloku është i lëvizshëm. Roli ka një zakon në të cilin futet një litar ose kabllo. Fotografia më poshtë tregon pamjen e bllokut.
Nëse rul është montuar, për shembull, në tavan, është një njësi fikse. Nëse rrotulla lëviz me ngarkesën, është një bllok lëvizës. Në një kuptim të përgjithshëm, ndryshimi i vetëm është ky.
Qëllimi i përdorimit të një njësie të lëvizshme është të fitoni forcë kur ngrini ose lëvizni ngarkesa dhe trupa fizikë. Blloku fiks nuk jep fitore, megjithatë, shpesh thjeshton shumë lëvizjen e trupit dhe përdoret në sisteme në lidhje me bllokun lëvizës.
Aplikimi i blloqeve të lëvizshëm dhe të fiksuar
Sistemi i bllokut është i kudogjendur. Këto janë vinça, dhe pajisje të ndryshme për lëvizjen e mallrave në garazh, dhe madje edhe rripa drejtimi në një makinë moderne. Shpesh blloku përdoret edhe pa e kuptuar qartë se ky është vetë mekanizmi.
Me siguri në vendet e ndërtimit keni hasur në rrota të lëvizshme të fiksuara në katet e sipërme të një shtëpie në ndërtim e sipër. Një litar ose zinxhir hidhet mbi një rrotë të tillë dhe punëtori, duke rregulluar kovën në katin e parë, e ngre atë në katin e sipërm, duke lëvizur litarin. Ky është një shembull i thjeshtë i përdorimit të një blloku fiks. Nëse shtoni një rrotë tjetër në kovë, ju merrni një sistem blloqesh - të lëvizshëm dhe të palëvizshëm.
Një shembull tjetër më i rrallë i përdorimit të një blloku fiks. Kur një person tërheq një makinë nga balta duke mbështjellë një litar tërheqës rreth një trungu të pemës. Kjo është bërë për lehtësi të shtuar, pasi çikriku tërheqës do të kapet lehtësisht në skajin e vogël të kabllit të mbështjellë rreth fuçisë. Nuk ka përfitim nga një bllok i tillë në vetvete, dhe meqenëse pema nuk rrotullohet rreth boshtit të saj, forca e rezistencës rrit ngarkesën.
Ka shumë shembuj të përdorimit të këtyre mekanizmave të thjeshtë rreth nesh.
Pajisja më e famshme që punon në parimin e blloqeve është një ngritës zinxhiri. Përdoret në mënyrë aktive në mekanizmat e ngritjes. Sistemi i bllokut zvogëlon forcën dhe puna totale zvogëlohet me 4-8 herë.
Zgjidhja e problemeve me njësi të lëvizshme dhe fikse
Në problemet e fizikës, shpesh është e nevojshme të përcaktohet se sa fitim i përgjithshëm i forcës do të merret kur përdorni blloqe. Studentit i ofrohet një skemë komplekse, ku disa blloqe të llojeve të ndryshme lidhen me radhë.
Çelësi i zgjidhjes detyra të tilla qëndrojnë në aftësinë për të kuptuar ndërveprimin e këtyre pajisjeve. Çdo bllok llogaritet veçmas dhe më pas shtohet në formulën e përgjithshme. Formula e llogaritjes për të gjithë problemin është hartuar sipas diagramit që studenti vizatoi kur lexonte gjendjen.
Për një kuptim më të mirë të detyrave të tilla, duhet të mbahet mend se blloku është një lloj levë... Forca e fituar jep një humbje në distancë (në rastin e një blloku të lëvizshëm).
Formula e llogaritjes është shumë e thjeshtë.
Për një bllok fiks F = fmg, ku F është forca, f është koeficienti i rezistencës së bllokut, m është masa e ngarkesës, g është konstanta gravitacionale. Me fjalë të tjera, F është forca që duhet të aplikohet për të ngritur, për shembull, një kuti nga toka duke përdorur një bllok të palëvizshëm. Siç mund ta shihni, marrëdhënia është e drejtpërdrejtë dhe nuk ka koeficient.
Për bllokun e lëvizshëm kemi forcë të dyfishtë. Formula e llogaritjes F = 0.5fmg, ku emërtimet e shkronjave janë të ngjashme me formulën e mësipërme. Në përputhje me rrethanat, kur përdorni një bllok të lëvizshëm, një kuti e tillë me masë m do të jetë dy herë më e lehtë të ngrihet me një bllok sesa të përdorni vetëm shpinën e vet.
vini re se koeficienti i zvarritjes- kjo është kundërshtimi që lind në bllok kur litari lëviz përgjatë tij. Zakonisht këto vlera specifikohen në deklaratën e problemit ose janë një vlerë tabelare. Ndonjëherë në problemet e shkollës, këta koeficientë hiqen plotësisht dhe nuk merren parasysh.
Gjithashtu, mos e harroni atë nëse forca zbatohet në një kënd, atëherë duhet të përdoret metoda standarde për llogaritjen e trekëndëshit të forcave... Nëse problemi thotë se një person tërheq një ngarkesë me një litar që është në 30 gradë në horizont, atëherë kjo me siguri duhet të merret parasysh dhe të tregohet në diagramin e projektimit.