Njësia e luajtshme ndryshon nga ajo e palëvizshme në atë që boshti i saj nuk është i fiksuar, dhe mund të rritet dhe të bjerë me ngarkesën.
Figura 1. Njësia e lëvizshme
Ashtu si blloku i fiksuar, blloku lëvizës përbëhet nga i njëjti rrotë me një prizë kabllo. Sidoqoftë, një fund i kabllit është fiksuar këtu, dhe rrota është e lëvizshme. Rrota lëviz me ngarkesën.
Siç është vërejtur nga Arkimedi, njësia e lëvizshme është në thelb një levë dhe funksionon në të njëjtin parim, duke dhënë një fitim në forcë për shkak të ndryshimit në shpatulla.
Figura 2. Forcat dhe shpatullat e forcave në një bllok lëvizës
Njësia e luajtshme lëviz me ngarkesën, është sikur shtrihet në një litar. Në këtë rast, shtangësia në çdo moment të kohës do të jetë në vendin ku blloku është në kontakt me litarin në njërën anë, ngarkesa do të aplikohet në qendër të bllokut, ku është montuar në bosht, dhe forca tërheqëse do të aplikohet në vendin e kontaktit me litarin në anën tjetër të bllokut . Kjo do të thotë, rrezja e bllokut do të jetë shpatulla e peshës së trupit, dhe diametri do të jetë supi i forcës së tërheqjes sonë. Rregulli i momenteve në këtë rast do të duket:
$ $ mgr \u003d F \\ cdot 2r \\ Rightarrow F \u003d mg / 2 $ $
Kështu, njësia e luajtshme jep një fitim në fuqi dy herë.
Zakonisht në praktikë, përdoret një kombinim i një blloku fiks me një bllok lëvizës (Fig. 3). Njësia fikse është vetëm për komoditet. Ndryshon drejtimin e forcës, lejon, për shembull, të ngrejë ngarkesën, duke qëndruar në tokë dhe njësia e luajtshme siguron një fitim në forcë.
Figura 3. Kombinimi i blloqeve fikse dhe lëvizës
Ne konsideruam blloqe ideale, domethënë ato në të cilat nuk u mor parasysh veprimi i forcave të fërkimit. Për blloqe reale, është e nevojshme të futen faktorët e korrigjimit. Përdorni formulat e mëposhtme:
Bllok fiks
$ F \u003d f 1/2 mg $
Në këto formula: $ F $ është forca e jashtme e aplikuar (zakonisht është forca e duarve të një personi), $ m $ është masa e ngarkesës, $ g $ është koeficienti i gravitetit, $ f $ është koeficienti i rezistencës në bllok (për qarqet rreth 1.05, dhe për litarët 1.1).
Duke përdorur një sistem bllokimesh lëvizëse dhe fikse, hamalli ngre kutinë e veglave në një lartësi prej $ S_1 $ \u003d 7 m, duke aplikuar një forcë prej $ F $ \u003d 160 N. Cila është masa e kutisë, dhe sa metra litar duhet të zgjidhni ndërsa ngarkesa ngrihet? Workfarë pune do të bëjë ngarkuesi si rezultat? Krahasoni atë me punën e bërë në ngarkesë për ta lëvizur atë. Fërkimi dhe masa e bllokut lëvizës janë lënë pas dore.
$ m, S_2, A_1, A_2 $ -?
Njësia e lëvizshme jep një fitim të dyfishtë në forcë dhe një humbje të dyfishtë në lëvizje. Një njësi fikse nuk jep një fitim në forcë, por ndryshon drejtimin e saj. Kështu, forca e aplikuar do të jetë gjysma e peshës së ngarkesave: $ F \u003d 1 / 2P \u003d 1 / 2mg $, nga aty ku gjejmë masën e kutisë: $ m \u003d \\ frac (2F) (g) \u003d \\ frac (2 \\ cd 160) (9 , 8) \u003d 32.65 \\ kg $
Lëvizja e ngarkesave do të jetë gjysma e gjatësisë së gjatësisë së litarit të zgjedhur:
Puna e kryer nga hamalli është e barabartë me produktin e përpjekjes së aplikuar për të lëvizur ngarkesën: $ A_2 \u003d F \\ cdot S_2 \u003d 160 \\ cdot 14 \u003d 2240 \\ J \\ $.
Puna e kryer në ngarkesë:
Përgjigje: Masa e kutisë është 32.65 kg. Gjatësia e litarit të zgjedhur është 14 m.Puna e kryer është 2240 J dhe nuk varet nga metoda e ngritjes së ngarkesës, por vetëm nga masa e ngarkesës dhe lartësia e ngritësit.
Detyra 2
Loadfarë ngarkese mund të ngrihet duke përdorur një bllok të luajtshëm që peshon 20 N, nëse tërheq një litar me një forcë prej 154 N?
Ne shkruajmë rregullin e momenteve për bllokun lëvizës: $ F \u003d f 1/2 (P + P_B) $, ku $ f $ është faktori korrektues për litarin.
Atëherë $ P \u003d 2 \\ frac (F) (f) -P_B \u003d 2 \\ cdot \\ frac (154) (1,1) -20 \u003d 260 \\ N $
Përgjigje: Pesha e ngarkesave 260 N.
Blocks. Rregulli i Artë i Mekanikës
"Mendja e të menduarit nuk ndihet e lumtur,
derisa ai të arrijë të lidhë së bashku pabarazinë
fakte të vëzhguara prej tij "
D. de Hevesy
Kjo temë i kushtohet studimit të blloqeve. Si dhe konsiderimi i Rregullit të Artë të Mekanikës.
Në temat e kaluara, u diskutuan mekanizma të thjeshtë si levave. levë - është çdo trup i ngurtë që mund të rrotullohet në lidhje me një mbështetje fikse ose bosht.
Ekzistojnë dy lloje të levave - një levë e para dhe levë i dytë lloj. P levë e llojit të parë - kjo është një levë boshti i rrotullimit i të cilit ndodhet midis pikave të aplikimit të forcave, dhe forcat vetë drejtohen në një drejtim. Levë e llojit të dytë - kjo është një levë boshti i rrotullimit i të cilit është i vendosur në njërën anë të pikave të aplikimit të forcave, dhe vetë forcat drejtohen përballë njëra-tjetrës.
solli gjendja e bilancit të levës, sipas të cilit, leva është në ekuilibër, me kusht që forcat e aplikuara në të janë në përpjesëtim të kundërt me gjatësinë e shpatullave të tyre.
shqyrtuar momenti i pushtetit - një sasi fizike e barabartë me produktin e modulit të forcës që rrotullon trupin dhe shpatullën e tij. Dhe ata formuluan gjendjen e ekuilibrit të levës përmes rregulli i momentevesipas të cilit, një levë nën veprimin e dy forcave gjeneruese të momentit është në ekuilibër nëse momenti i forcës që rrotullon levën në drejtim të akrepave të orës është i barabartë me momentin e forcës që rrotullon levën në të djathtë.
Sidoqoftë, përveç levave, shpesh përdoret për të ngritur mallra dhe bllok i thjeshtë ose sistemi bllok. Sidomos shpesh përdoren blloqe në vendet e ndërtimit, në porte dhe depo. ndonjë blloku është një rrotë me një zakon, i montuar në një kafaz. Një litar, kabllo ose zinxhir kalohet përmes gropës së kanalit.
Dhe cilat janë blloqet? Dhe si e shndërrojnë fuqinë?
Nëse boshti i bllokut është i fiksuar dhe kur ngrihet ngarkesa nuk ulet ose rritet, atëherë blloku quhet i palëvizshëm. Një bllok i tillë mund të konsiderohet si krah i barabartë, supet e të cilit janë të barabarta me rrezen e rrotës. A jep një bllok i tillë një fitim në forcë? Vendos përvojën. Merrni një ngarkesë që peshon 3 N dhe varni atë në njërën skaj të fillit të hedhur mbi bllok, dhe bashkëngjitni një dinamometër në tjetrin. Me një ngritje të ngarkesës uniforme, dinamometri do të tregojë një forcë të barabartë me peshën e ngarkesës, d.m.th. 3 N. Ne skicojmë forcat që veprojnë në bllok.
Kjo është forca elastike e fillit, e barabartë me peshën e ngarkesës, forcën elastike të fillit, e barabartë me forcën e aplikuar në dinamometër, gravitetin që vepron në bllok dhe forcën elastike të boshtit të bllokut. Siç shihet nga figura, supet e forcave të gravitetit dhe elasticitetit të bllokut janë të barabarta me zero. Pra, momentet e tyre në lidhje me boshtin janë të barabarta me zero. Shpatullat e forcave elastike të fillit një dhe dy janë të barabarta me njëra-tjetrën si rrezet e bllokut. Në gjendjen e ekuilibrit të bllokut, momentet e forcave F 1 dhe F 2 duhet të jenë të barabartë. Dhe duke qenë se momentet e këtyre forcave janë të barabarta, atëherë forcat vetë janë të barabarta me njëra-tjetrën. Me fjalë të tjera, forca e përdorur është e barabartë me peshën e ngarkesës. Në këtë mënyrë blloku i palëvizshëm nuk jep një fitim në fuqi, por vetëm ndryshon drejtimin e tij.
Pse të përdorni një bllok fiks nëse nuk ka forcë? Në fund të fundit, me të njëjtin sukses, çdo telashe mund të përdoret për të ngritur ngarkesën. Shtë e mundur, por duke humbur, pasi është e nevojshme të kapërceni forcën rrëshqitëse të litarit përgjatë shiritit, që është shumë më e madhe sesa forca e fërkimit rrotullues në kutinë e bllokut.
Por a mundet një bllok të japë akoma një fitim në forcë?Le të shqyrtojmë një lloj blloku tjetër - i lëvizshëm njësi. Lëvizshmja është një bllok boshti i rrotullimit i të cilit, kur ngrihet ngarkesa, lëviz me ngarkesën.
Ne pezullojmë një ngarkesë që peshon 6 N në një bllok të tillë.Ne rregullojmë njërën skaj të fillit të hedhur mbi bllok, dhe do të ngremë në mënyrë të barabartë ngarkesën me dinamometrin pas tjetrit. Dinamometri tregon se forca e aplikuar në fund të litarit është 3 N, d.m.th., gjysma e peshës së ngarkesës. për këtë arsye, blloku lëvizës jep një fitim në forcë prej rreth 2 herë. Pse?
Pesha e ngarkesës, forcat elastike të fillit, të cilat janë të barabarta me njëra-tjetrën, dhe graviteti i bllokut vepron në bllok. Në këtë rast, më shpesh, graviteti i bllokut është lënë pas dore, pasi që zakonisht është shumë më pak se pesha e ngarkesës. Kur ngarkesa lëviz, njësia e luajtshme rrotullohet në lidhje me pikën D. Prandaj, njësia e lëvizshme është një levë e llojit të dytë. Ne shkruajmë gjendjen e ekuilibrit për të përmes sundimit të momenteve. Nga figura mund të shihet se shpatulla e peshës së ngarkesës është e barabartë me rrezen e bllokut, dhe shpatulla e forcës së dytë është e barabartë me dy rrezet e bllokut.
Duke pasur parasysh që forca F 2 është e barabartë me forcën Fbashkangjitur në fund të litarit, dhe duke përdorur pronën kryesore të proporcionit, ne marrim
Kështu, ne mund të konkludojmë se blloku celular jep një fitim në fuqi dy herë.
Tani mund të bëjmë përfundimin kryesor se duke përdorur mekanizma të thjeshtë, ne mund të fitojmë forcë.
Ekziston një pyetje logjike: A është e mundur të fitohet në punë duke përdorur një mekanizëm të thjeshtë? Nëse forca e aplikuar është më e vogël se pesha e ngarkesave, a do të jetë puna që kryen më pak se puna e ngritjes së ngarkesës pa përdorur një mekanizëm?
Vendos përvojën. Ne do të ngremë në mënyrë të barabartë ngarkesën në një lartësi të caktuar duke përdorur një bllok të luajtshëm (ne neglizhojmë gravitetin e bllokut dhe forcën e fërkimit).
Puna e forcës së aplikuar në fije është e barabartë me produktin e forcës së aplikuar në fije dhe lartësinë e ngritjes së pikës së saj të zbatimit.
Siç shihet nga figura, lartësia e ngritësit të pikës së aplikimit të forcës është dy herë më e madhe se lartësia e ngritësit të ngarkesës. Puna e ngritjes së ngarkesës është modul i barabartë produkt i peshës së ngarkesës dhe lartësisë së ngarkesës.
Tani krahasoni dy veprat. Në të njëjtën kohë, marrim parasysh se forca e aplikuar në fund të litarit është afërsisht dy herë më pak se pesha e ngarkesës.
Duke marrë parasysh këtë fakt, ne marrim që puna e ngritjes së ngarkesës është e barabartë me punën e forcës së aplikuar në fije.
Në këtë mënyrë përdorimi i një njësie të lëvizshme nuk jep fitim. Meqenëse ka një fitim prej 2 herë në forcë dhe humbje 2 herë në tranzit.
Në mënyrë të ngjashme, mund t'i qasemi konsideratës së levave. Për ta bërë këtë, 2 modulo-forca të ndryshme janë të balancuara në levë, dhe leva është vendosur në lëvizje.
Nëse matim distancat e udhëtuara nga forcat më të mëdha dhe më të vogla, dhe modulet e këtyre forcave, e marrim atë shtigjet e udhëtuara nga pikat e aplikimit të forcave në levë janë në përpjesëtim të kundërt me forcat.
Kështu, si në rastin e njësisë së luajtshme, mund të konkludojmë se duke vepruar në krahun e gjatë të levës, ne fitojmë në forcë, por në të njëjtën kohë humbasim të njëjtën kohë në rrugë.Meqenëse produkti i forcës në rrugë është punë, atëherë në këtë rast, fitimi në punë nuk funksionon.
Siç ka treguar praktika shekullore, asnjë mekanizëm nuk jep një fitim në punë. Kjo thënie quhet Rregulla e Artë e Mekanikës. Nëse me ndihmën e ndonjë mekanizmi të thjeshtë fitojmë në forcë, atëherë humbasim rrugës sa herë.
A është e mundur të vendosni barazi të rreptë mes tyre kur krahasohen punimet? Në fund të fundit, duke bërë këtë ose atë konkluzion, u vendos kushti që forca e gravitetit që vepron në bllok dhe forca e fërkimit në bllok mund të neglizhohet? Sidoqoftë, fërkimi ekziston. Isshtë i pranishëm në të gjithë mekanizmat. Dhe graviteti, i cili vepron në bllok vetë, edhe nëse është i vogël, gjithashtu ekziston. Edhe nëse ngritja e një mekanizmi të thjeshtë ose pjesëve të tij nuk ndodh (si në rastin e një njësie fikse), është e nevojshme të ushtrohet forcë shtesë për ta sjellë atë në lëvizje, d.m.th., për të kapërcyer inercinë e mekanizmit. prandaj forca e aplikuar në mekanizëm në të vërtetë duhet të bëjë më shumë punë sesa punë e dobishme për ngritjen e ngarkesës.
Puna e forcës së aplikuar në mekanizëm quhet shpenzuar ose punë e plotë. A i dobishëm është punë e ngritjes vetëm të vetë ngarkesave.
Nëse merrni parasysh ndonjë mekanizëm, atëherë punë e dobishme gjithmonë vetëm një pjesë e punës totale. Tregoni punë të dobishme si A P, dhe shpenzuar - A 3 . Raporti i punës së dobishme me punën e kaluar quhet koeficienti i efikasitetit të mekanizmit (efikasiteti i shkurtuar).
Efikasiteti tregohet nga shkronja e vogël greke h (kjo) dhe shprehet më shpesh si përqindje. sepse punë e dobishme gjithmonë më pak se perfekt, atëherë efikasiteti i mekanizmit është gjithnjë më i vogël se 100%.
Ushtrime.
Detyra 1 Cila është forca minimale që duhet të aplikohet në fund të litarit për të ngritur një qese çimentoje 50 kg me një bllok të luajtshëm? Në cilën lartësi do të ngrihet çanta kur të kryhet kjo forcë prej 2500 J?
Detyra 2 Një pllakë me peshë 120 kg u ngrit në mënyrë të barabartë duke përdorur një bllok të luajtshëm në një lartësi prej 16 m për një periudhë prej 40 s. Duke marrë parasysh efikasitetin e 80%, dhe masën e bllokut - 10 kg, përcaktoni punën e plotë dhe fuqinë e zhvilluar.
Gjetjet kryesore:
– bllok - Kjo është një nga llojet e levës, e cila është një rrotë me një grykë, e fortifikuar në një kafaz. Dalloni midis blloqeve të luajtshëm dhe të fiksuar.
– Bllok fiks - ky është një bosht i rrotullimit të të cilit është i fiksuar dhe kur ngrihet ngarkesa nuk ngrihet ose bie.
– Njësi e luajtshme - Ky është një bllok boshti i rrotullimit i të cilit ngrihet dhe bie me ngarkesën.
– Bllok fiks nuk jep një fitim në forcë, por vetëm ndryshon drejtimin e tij.
– Njësi e luajtshmenëse ne neglizhojmë fërkimin dhe peshën e bllokut vetë, jep fitim në forcë dy herë.
– Rregulli i Artë i Mekanikëssipas të cilit sa herë fitojmë në forcë, ne humbim sa më shumë rrugë gjatë rrugës.
– Koeficienti i performancës Mekanizmi tregon se sa nga puna e bërë nga forca e përsosur e zbatuar është punë e dobishme.
– Punë e dobishme gjithmonë më pak se perfekt. Koeficienti i performancës së çdo mekanizmi me pak se 100%.
Përdorimi i një njësie të luajtshme jep një fitim të dyfishtë në fuqi, përdorimi i një pa lëvizjeje ju lejon të ndryshoni drejtimin e forcës së aplikuar. Në praktikë përdoren kombinime të blloqeve të luajtshëm dhe fiks. Për më tepër, çdo njësi e luajtshme ju lejon të përgjysmoni forcën e aplikuar ose dyfishoni shpejtësinë e lëvizjes së ngarkesës. Blloqet fikse përdoren për të lidhur blloqet në lëvizje në një sistem të vetëm. Një sistem i tillë i blloqeve në lëvizje dhe fikse quhet ngritës zinxhir.
përcaktim
Polyspast është një sistem i blloqeve të luajtshëm dhe të fiksuar të lidhur nga një lidhje fleksibël (litarë, zinxhirë) që përdoret për të rritur forcën ose shpejtësinë e ngritjes së ngarkesave.
Tërheqja përdoret në rastet kur është e nevojshme me përpjekje minimale për të ngritur ose lëvizur një ngarkesë të rëndë, të sigurojë tension, etj. Ngritësi më i thjeshtë i zinxhirit përbëhet nga vetëm një bllok dhe një litar, dhe në të njëjtën kohë lejon të përgjysmojë forcën tërheqëse të nevojshme për të ngritur ngarkesën.
Figura 1. Secili bllok i luajtshëm në ngritësin e zinxhirit jep një fitim të dyfishtë në forcë ose shpejtësi
Zakonisht, ngritësit e rrymës përdoren në mekanizmat e ngritjes, të cilat mund të zvogëlojnë tensionin e litarit, momentin nga pesha e ngarkesës në daulle dhe raporti i ingranazheve të mekanizmit (ngritësat, winches). Trajtimet me shpejtësi të lartë, duke lejuar të fitojnë shpejtësinë e lëvizjes së ngarkesave me shpejtësi të ulët të elementit të makinës, përdoren shumë më rrallë. Ato përdoren në ngritësat hidraulikë ose pneumatikë, ngarkuesit, mekanizmat e zgjatjes së bumit teleskopik për vinça.
Karakteristika kryesore e trajtimit është shumësia. Ky është raporti i numrit të degëve të trupit fleksibël mbi të cilin është pezulluar ngarkesa, me numrin e degëve të plagosura rreth daulleve (për ngritëset e zinxhirit të energjisë), ose raporti i shpejtësisë së skajit drejtues të trupit fleksibël ndaj ndjekësit (për ngritëset e zinxhirit me shpejtësi të lartë). Duke folur relativisht, shumësia është koeficienti i llogaritur teorikisht i fitimit në forcë ose shpejtësi kur përdorni ngritësin e zinxhirit. Ndryshimi në shumëzimin e ngritëses së zinxhirit ndodh duke futur ose hequr blloqe shtesë nga sistemi, ndërsa fundi i litarit, me madje shumëfish, është ngjitur në një anëtar strukturor të fiksuar, dhe me një shumësi të çuditshme, është ngjitur në klipin e goditje.
Figura 2. fiksimi i litarit me një shumëzim të barabartë dhe të çuditshëm të ngritëses së zinxhirit
Fitimi në fuqi kur përdorni një ngritës zinxhir me blloqe fikse $ n $ dhe $ n $ përcaktohet nga formula: $ P \u003d 2Fn $, ku $ P $ është pesha e ngarkesës, $ F $ është forca e aplikuar në hyrjen e ngritëses së zinxhirit, $ n $ - numri i blloqeve lëvizës.
Në varësi të numrit të degëve të litarit të bashkangjitura daulleve të mekanizmit të ngritjes, mund të dallohen telat e vetëm (të thjeshtë) dhe të dyfishtë. Në prangat e vetme, kur dredha-dredha ose dredha-dredha e një elementi fleksibël për shkak të lëvizjes së tij përgjatë boshtit të daulleve, krijohet një ndryshim i padëshirueshëm i ngarkesës në mbështetësit e daulleve. Gjithashtu, në mungesë të blloqeve të lira në sistem (litari nga njësia e pezullimit të goditjes shkon direkt në daulle), ngarkesa lëviz jo vetëm në planin vertikal, por edhe në rrafshin horizontal.
Figura 3. Takat beqare dhe binjake
Për të siguruar një ngritje vertikale vertikale të ngarkesës, përdoren tela të dyfishtë (të përbërë nga dy të vetme), në këtë rast të dy skajet e litarit janë të fiksuara në daulle. Për të siguruar pozicionin normal të pezullimit të grepit gjatë vizatimit të pabarabartë të elementit fleksibël të të dy ngritësve të zinxhirit, përdoret një balancues ose blloqe nivelimimi.
Figura 4. Mënyrat për të siguruar ngritjen vertikale
Kontrollet me shpejtësi të lartë ndryshojnë nga ato të energjisë në atë që forca e punës, e zhvilluar zakonisht nga një cilindër hidraulik ose pneumatik, aplikohet në mbajtësin e luajtshëm, dhe ngarkesa pezullohet në skajin e lirë të litarit ose zinxhirit. Fitimi në shpejtësi kur përdorni një karrem të tillë fitohet duke rritur lartësinë e ngarkesës.
Kur përdorni ngritësat e zinxhirit, duhet të kihet parasysh se elementët e përdorur në sistem nuk janë trupa absolutisht fleksibël, por kanë një ngurtësi të caktuar, prandaj dega që vie nuk shtrihet menjëherë në rrjedhën e bllokut, dhe dega që shpëton nuk straightens menjëherë. Kjo është më e dukshme kur përdorni litarë çeliku.
Pyetje: pse vinçat ngritës kanë një goditje që mbart ngarkesën, jo të fiksuar në fund të kabllit, por në kapësin e njësisë së luajtshme?
Përgjigje: për të siguruar ngritjen vertikale të ngarkesës.
Fig. 5 tregon një bllok të fuqisë, në të cilën ka disa blloqe lëvizëse, dhe një i palëvizshëm - vetëm një. Përcaktoni sa peshë mund të ngrini duke aplikuar një forcë prej $ F $ \u003d 200 H në bllokun fiks?
Figura 5
Secili prej blloqeve të lëvizshme për lëndinë, forcon dyfish forcën e aplikuar. Pesha që mund të ngrihet një polisterol i shkallës së tretë (pa marrë parasysh korrigjimet për forcat e fërkimit dhe ngurtësinë e kabllove) përcaktohet me formulën:
Përgjigje: ngritës zinxhiri mund të ngre një ngarkesë që peshon 800 N.
Shkalla e Fizikës 7. Mekanizmat e thjeshtë
Në teknologjinë moderne, mekanizmat e ngritjes së ngarkesës përdoren gjerësisht për transferimin e mallrave në vendet e ndërtimit dhe ndërmarrjet, përbërësit e pazëvendësueshëm të të cilave mund të quhen
mekanizma të thjeshtë. Midis tyre janë shpikjet më të vjetra të njerëzimit:bllok dhe levë . Shkencëtari i lashtë grek Arkimedi lehtësoi punën e njeriut, duke i dhënë atij një fitim në forcë kur përdori shpikjen e tij, dhe e mësoi atë të ndryshojë drejtimin e forcës.Një bllok është një rrotë me një zakon rreth një rrethi për një litar ose zinxhir boshti i të cilit është i bashkangjitur në mënyrë të ngurtë në një mur ose rreze tavani. Pajisjet ngritëse zakonisht përdorin jo një, por disa blloqe. Sistemi i blloqeve dhe kabllove i krijuar për të rritur aftësinë mbajtëse quhet ngritës zinxhir.
Njësi e luajtshme dhe fikse
- Të njëjtat mekanizma të lashtë të thjeshtë si një levë. Tashmë në vitin 212 para Krishtit, me ndihmën e grepave dhe dorezave të lidhura me blloqet, sirakunët kapën armë rrethimi nga Romakët. Ndërtimi i automjeteve ushtarake dhe mbrojtja e qytetit u drejtua nga Arkimedi.
Bllok fiks Arkimedët e vlerësuan atë si një krah 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 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 e morri bllokun celular si një levë të pabarabartë, duke dhënë një fitim në forcë 2 herë. Në lidhje me qendrën e rrotullimit, ka momente forcash që duhet të jenë të barabarta në ekuilibër.
Arkimedi studioi vetitë mekanike të bllokut të luajtshëm dhe e vuri në praktikë. Sipas Athenaeus, "shumë metoda u krijuan për nisjen e një anijeje gjigande të ndërtuar nga tirani i Siracuse Hieron, por mekaniku Archimedes, duke përdorur mekanizma të thjeshtë, arriti të lëvizte anijen me ndihmën e disa njerëzve. Arkimedi shpiku një bllok dhe nisi një anije të madhe mbi të" .
Njësia e luajtshme ndryshon nga ajo e palëvizshme në atë që boshti i saj nuk është i fiksuar, dhe mund të rritet dhe të bjerë me ngarkesën.
Figura 1. Njësia e lëvizshme
Ashtu si blloku i fiksuar, blloku lëvizës përbëhet nga i njëjti rrotë me një prizë kabllo. Sidoqoftë, një fund i kabllit është fiksuar këtu, dhe rrota është e lëvizshme. Rrota lëviz me ngarkesën.
Siç është vërejtur nga Arkimedi, njësia e lëvizshme është në thelb një levë dhe funksionon në të njëjtin parim, duke dhënë një fitim në forcë për shkak të ndryshimit në shpatulla.
Figura 2. Forcat dhe shpatullat e forcave në një bllok lëvizës
Njësia e luajtshme lëviz me ngarkesën, është sikur shtrihet në një litar. Në këtë rast, shtangësia në çdo moment të kohës do të jetë në vendin ku blloku është në kontakt me litarin në njërën anë, ngarkesa do të aplikohet në qendër të bllokut, ku është montuar në bosht, dhe forca tërheqëse do të aplikohet në vendin e kontaktit me litarin në anën tjetër të bllokut . Kjo do të thotë, rrezja e bllokut do të jetë shpatulla e peshës së trupit, dhe diametri do të jetë supi i forcës së tërheqjes sonë. Rregulli i momenteve në këtë rast do të duket:
$ $ mgr \u003d F \\ cdot 2r \\ Rightarrow F \u003d mg / 2 $ $
Kështu, njësia e luajtshme jep një fitim në fuqi dy herë.
Zakonisht në praktikë, përdoret një kombinim i një blloku fiks me një bllok lëvizës (Fig. 3). Njësia fikse është vetëm për komoditet. Ndryshon drejtimin e forcës, lejon, për shembull, të ngrejë ngarkesën, duke qëndruar në tokë dhe njësia e luajtshme siguron një fitim në forcë.
Figura 3. Kombinimi i blloqeve fikse dhe lëvizës
Ne konsideruam blloqe ideale, domethënë ato në të cilat nuk u mor parasysh veprimi i forcave të fërkimit. Për blloqe reale, është e nevojshme të futen faktorët e korrigjimit. Përdorni formulat e mëposhtme:
Bllok fiks
$ F \u003d f 1/2 mg $
Në këto formula: $ F $ është forca e jashtme e aplikuar (zakonisht është forca e duarve të një personi), $ m $ është masa e ngarkesës, $ g $ është koeficienti i gravitetit, $ f $ është koeficienti i rezistencës në bllok (për qarqet rreth 1.05, dhe për litarët 1.1).
Duke përdorur një sistem bllokimesh lëvizëse dhe fikse, hamalli ngre kutinë e veglave në një lartësi prej $ S_1 $ \u003d 7 m, duke aplikuar një forcë prej $ F $ \u003d 160 N. Cila është masa e kutisë, dhe sa metra litar duhet të zgjidhni ndërsa ngarkesa ngrihet? Workfarë pune do të bëjë ngarkuesi si rezultat? Krahasoni atë me punën e bërë në ngarkesë për ta lëvizur atë. Fërkimi dhe masa e bllokut lëvizës janë lënë pas dore.
$ m, S_2, A_1, A_2 $ -?
Njësia e lëvizshme jep një fitim të dyfishtë në forcë dhe një humbje të dyfishtë në lëvizje. Një njësi fikse nuk jep një fitim në forcë, por ndryshon drejtimin e saj. Kështu, forca e aplikuar do të jetë gjysma e peshës së ngarkesave: $ F \u003d 1 / 2P \u003d 1 / 2mg $, nga aty ku gjejmë masën e kutisë: $ m \u003d \\ frac (2F) (g) \u003d \\ frac (2 \\ cd 160) (9 , 8) \u003d 32.65 \\ kg $
Lëvizja e ngarkesave do të jetë gjysma e gjatësisë së gjatësisë së litarit të zgjedhur:
Puna e kryer nga hamalli është e barabartë me produktin e përpjekjes së aplikuar për të lëvizur ngarkesën: $ A_2 \u003d F \\ cdot S_2 \u003d 160 \\ cdot 14 \u003d 2240 \\ J \\ $.
Puna e kryer në ngarkesë:
Përgjigje: Masa e kutisë është 32.65 kg. Gjatësia e litarit të zgjedhur është 14 m.Puna e kryer është 2240 J dhe nuk varet nga metoda e ngritjes së ngarkesës, por vetëm nga masa e ngarkesës dhe lartësia e ngritësit.
Detyra 2
Loadfarë ngarkese mund të ngrihet duke përdorur një bllok të luajtshëm që peshon 20 N, nëse tërheq një litar me një forcë prej 154 N?
Ne shkruajmë rregullin e momenteve për bllokun lëvizës: $ F \u003d f 1/2 (P + P_B) $, ku $ f $ është faktori korrektues për litarin.
Atëherë $ P \u003d 2 \\ frac (F) (f) -P_B \u003d 2 \\ cdot \\ frac (154) (1,1) -20 \u003d 260 \\ N $
Përgjigje: Pesha e ngarkesave 260 N.