Блок (механика)

Схема четырех систем из блоков
Блок на корабле
Схемы блоков


Блок ( рус. блок , англ. block; unit ; нем. Block )

  • конструктивно и схемно законченная часть устройства, выполняющего самостоятельные (отдельные) функции и представляет собой совокупность узлов или группы элементов и деталей.
  • узел машины из нескольких одинаковых частей.

Блок

Блок - простой механическое устройство, позволяющее регулировать силу, ось которого закреплена при подъеме грузов, не поднимается и не опускается. Представляет собой колесо с желобом по окружности, вращается вокруг своей оси. Желоб предназначен для каната, цепи, ремня и т. п. Вот блока содержится в объятиях, прикрепленных на балке или стене, такой блок называется неподвижным, когда же до сих обойма прикрепляется груз, и блок вместе с ними может двигаться, то такой блок называется подвижным.

Неподвижный блок используется для подъема небольших грузов или для изменения направления силы.

Условие равновесия блока:

~ F = fmg , Где

F - додаваеме внешнее усилие, m - масса груза, g - ускорение свободного падения, f - коэффициент сопротивления в блоке (для цепей примерно 1.05, а для веревок - 1.1). При отсутствии трения для подъема нужна сила, равная весу груза ( ~ F = mg ).

Подвижной блок свободной ось и предназначен для изменения величины прилагаемых усилий. Если концы веревки, охватывающий блок составляют с горизонтом равны между собой углы, то действующая на груз сила принадлежит к его весу, как радиус блока к хорде дуги, обхопленнои канатом, отсюда, если веревки параллельные (т.е. когда дуга охватывает веревкой, равна полуокружности ), то для подъема груза силы потребуется вдвое меньше, чем вес груза, то есть:

~ F = {1 \ over {2}} fmg

При этом груз пройдет расстояние, вдвое меньшее пройденного точкой приложения силы F, соответственно, выигрыш в силе подвижного блока равен 2.

Фактически, любой блок представляет собой рычаг, в случае неподвижного блока - равноплечего, в случае подвижного - с соотношением плеч 1 к 2. Как и для любого другого рычага, для блока справедливо правило: Во сколько раз выигрываем в усилии, во столько же раз проигрываем в расстоянии. Иными словами, осуществляемые 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 отсутствии трения. В реальном блоке всегда присутствуют некоторые потери.

Также используется система, состоящая из комбинации нескольких подвижных и неподвижных блоков. Такая система называется полиспаст. Простейшая такая система изображена на рисунке и дает выигрыш в силе в 2 раза.

В отличие от шкива, блок вращается на оси свободно и обеспечивает исключительно изменение направления движения ремня или каната, не передавая усилия по оси на ремень или ремня на ось.

~ F = {1 \ over {2}} mg при f = 0.


См.. также

Примеры

  1. Простой (подвижной или неподвижный) механизм для подъема тяжелых предметов, имеет форму колеса (на оси) с желобком по окрестности, через которое перекинут цепь, трос или канат.

Литература