Câștigând postul îți oferă efect de pârghie? Plan înclinat

Descriere bibliografica: Shumeiko A.V., Vetashenko O.G. O vedere modernă a mecanismului „bloc”, studiat în manualele de fizică pentru clasa a VII-a // Tânăr om de știință. 2016. Nr 2. P. 106-113...07.2019).

Manualele de fizică pentru clasa a VII-a, atunci când studiază un mecanism de bloc simplu, interpretează câștigul în moduri diferite forta la ridicarea unei sarcini de pe folosind acest mecanism, de exemplu: in manualul lui Peryshkin O. B. câștiguri în puterea se realizează cu folosind roata blocului, asupra căreia acționează forțele pârghiei și în manualul lui Gendenstein L. E. se obţin aceleaşi câştiguri cu folosind un cablu, care este supus forței de întindere a cablului. Diferite manuale, diferite materii și forte diferite - pentru a primi câștiguri în forta la ridicarea unei sarcini. Prin urmare, scopul acestui articol este de a căuta obiecte și putere, cu prin care se obțin câștigurile forță, la ridicarea unei sarcini cu un mecanism de blocare simplu.

Cuvinte cheie:

În primul rând, să aruncăm o privire și să comparăm cum se obțin câștiguri în forță la ridicarea unei sarcini cu un mecanism de bloc simplu, în manualele de fizică pentru clasa a VII-a În acest scop, vom plasa fragmente din textele manuale cu aceleași concepte într-un tabel pentru claritate.

Să rezumăm revizuirea și compararea textelor și imaginilor din manuale:

Dovezile de obținere a unui câștig în vigoare în manualul de Peryshkin A.V se realizează pe roata bloc și forță efectivă- puterea pârghiei; la ridicarea unei sarcini, un bloc staționar nu oferă un câștig de forță, dar un bloc mobil oferă un câștig de 2 ori în forță. Nu se menționează un cablu de care o sarcină atârnă de un bloc fix și un bloc mobil cu o sarcină.

Pe de altă parte, în manualul lui Gendenstein L.E., dovada câștigului în forță se realizează pe un cablu de care atârnă o sarcină sau un bloc mobil cu sarcină iar forța care acționează este forța de întindere a cablului; la ridicarea unei sarcini, un bloc staționar poate oferi o creștere de 2 ori a rezistenței, dar nu există nicio mențiune în textul pârghiei de pe roata blocului.

O căutare a literaturii care descrie câștigul în forță folosind un bloc și un cablu a condus la „Manualul elementar de fizică”, editat de academicianul G. S. Landsberg, în §84. Mașinile simple de la pp. 168–175 sunt descrise despre: „bloc simplu, bloc dublu, poartă, scripete și bloc diferențial”. Într-adevăr, prin designul său, „un bloc dublu oferă un câștig de rezistență la ridicarea unei sarcini, datorită diferenței de lungime a razelor blocurilor” cu ajutorul căruia sarcina este ridicată, iar „un bloc de scripete oferă un câștig de forță la ridicarea unei sarcini, datorită frânghiei, de mai multe părți din care atârnă o sarcină.” Astfel, a fost posibil să aflăm de ce un bloc și un cablu (coarda) dau un câștig de rezistență la ridicarea unei sarcini, dar nu a fost posibil să aflăm cum interacționează blocul și cablul între ele și transferă greutatea încărcați unul la altul, deoarece sarcina poate fi suspendată pe un cablu, iar cablul este aruncat peste bloc sau sarcina poate atârna pe bloc, iar blocul atârnă pe cablu. S-a dovedit că forța de întindere a cablului este constantă și acționează pe toată lungimea cablului, astfel încât transferul greutății sarcinii de către cablu către bloc va fi în fiecare punct de contact dintre cablu și bloc. , precum și transferul greutății sarcinii suspendate pe bloc pe cablu. Pentru a clarifica interacțiunea blocului cu cablul, vom efectua experimente pentru a obține un câștig de forță cu un bloc în mișcare la ridicarea unei sarcini, folosind echipamentele unei clase de fizică școlare: dinamometre, blocuri de laborator și un set de greutăți în 1N. (102 g). Să începem experimentele cu un bloc în mișcare, pentru că avem trei versiuni diferite de a obține un câștig de putere cu acest bloc. Prima versiune este „Fig.180. Un bloc în mișcare ca pârghie cu brațe inegale” - manual de A. V. Peryshkin, a doua „Fig. 24.5... două forțe de tensiune egale ale cablului F” - conform manualului de L. E. Gendenstein și în cele din urmă a treia „Fig . Trageți blocul” . Ridicarea unei sarcini cu o clemă mobilă a unui scripete pe mai multe părți ale unei frânghii - conform manualului de G. S. Landsberg.

Experiența nr. 1. "Fig. 183"

Pentru a efectua experimentul nr. 1, obținerea unui câștig în forță pe blocul mobil „cu o pârghie cu umeri inegale OAB Fig. 180” conform manualului de A. V. Peryshkin, pe blocul mobil „Fig 183” poziția 1 o pârghie cu umeri inegale OAB, ca în „Fig 180”, și începeți să ridicați sarcina din poziția 1 în poziția 2. În același moment, blocul începe să se rotească, în sens invers acelor de ceasornic, în jurul axei sale în punctul A și punctul B. , capătul pârghiei în spatele căreia are loc ridicarea, iese dincolo de semicercul de-a lungul căruia cablul înconjoară blocul în mișcare de jos. Punctul O - punctul de sprijin al pârghiei, care ar trebui să fie staționară, coboară, vezi „Fig 183” - poziția 2, adică o pârghie cu umeri inegali OAB se schimbă ca o pârghie cu umeri egali (punctele O și B trec prin același. poteci).

Pe baza datelor obținute în experimentul nr. 1 privind modificările poziției pârghiei OAB pe blocul mobil la ridicarea unei sarcini din poziția 1 în poziția 2, putem concluziona că reprezentarea blocului mobil ca o pârghie cu brațe inegale. în „Fig. 180”, la ridicarea sarcinii, cu rotirea blocului în jurul axei sale, corespunde unei pârghii cu brațe egale, care nu asigură un câștig de rezistență la ridicarea sarcinii.

Vom începe experimentul nr. 2 prin atașarea unor dinamometre la capetele cablului, de care vom atârna un bloc mobil cu o sarcină de 102 g, ceea ce corespunde unei forțe gravitaționale de 1 N. Vom fixa unul dintre capetele cablul pe o suspensie, iar folosind celălalt capăt al cablului vom ridica sarcina pe blocul în mișcare. Înainte de ascensiune, citirile ambelor dinamometre au fost de 0,5 N fiecare la începutul ascensiunii, citirile dinamometrului pentru care a avut loc ascensiunea s-au schimbat la 0,6 N și au rămas astfel la sfârșitul ascensiunii; citirile au revenit la 0,5 N. Citirile dinamometrului, fixate pentru o suspensie fixă ​​nu s-au modificat în timpul creșterii și au rămas egale cu 0,5 N. Să analizăm rezultatele experimentului:

1. Înainte de ridicare, atunci când o sarcină de 1 N (102 g) atârnă de un bloc mobil, greutatea sarcinii este distribuită pe întreaga roată și transferată pe cablu, care ocolește blocul de jos, folosind întregul semicerc al roată.
2. Înainte de ridicare, citirile ambelor dinamometre sunt de 0,5 N, ceea ce indică distribuția greutății unei sarcini de 1 N (102 g) în două părți ale cablului (înainte și după bloc) sau că forța de întindere a cablului este de 0,5 N și este același pe toată lungimea cablului (același la început, același la sfârșitul cablului) - ambele afirmații sunt adevărate.

Să comparăm analiza experimentului nr. 2 cu versiunile manuale despre obținerea unui câștig de 2 ori în forță folosind un bloc în mișcare. Să începem cu afirmația din manualul lui Gendenstein L.E „... că blocului se aplică trei forțe: greutatea sarcinii P, îndreptată în jos, și două forțe identice de întindere ale cablului, îndreptate în sus (Fig. 24.5). .” Ar fi mai corect să spunem că greutatea încărcăturii din „Fig. 14,5" a fost distribuit în două părți ale cablului, înainte și după bloc, deoarece forța de tensionare a cablului este una. Rămâne de analizat semnătura din „Fig. 181” din manualul de A. V. Peryshkin „Combinație de blocuri mobile și fixe - bloc de scripete”. O descriere a dispozitivului și a câștigului în forță la ridicarea unei sarcini cu un scripete este dată în Manualul elementar de fizică, ed. Lansberg G.S. unde se spune: „Fiecare bucată de frânghie dintre blocuri va acționa asupra unei sarcini în mișcare cu o forță T, iar toate bucățile de frânghie vor acționa cu o forță nT, unde n este numărul de secțiuni separate de frânghie care leagă ambele. părți ale blocului.” Se dovedește că dacă aplicăm la „Fig. 181” câștigul în forță cu o „frânghie care leagă ambele părți” ale scripetelui din Manualul elementar de fizică de G. S. Landsberg, atunci descrierea câștigului în vigoare cu un bloc în mișcare. în „Fig. 179” și, în consecință, Fig. 180” ar fi o eroare.

După ce am analizat patru manuale de fizică, putem concluziona că descrierea existentă a modului în care un mecanism de bloc simplu produce câștiguri în vigoare nu corespunde stării reale de lucruri și, prin urmare, necesită o nouă descriere a funcționării unui mecanism de bloc simplu.

Mecanism simplu de ridicare constă dintr-un bloc și un cablu (frânghie sau lanț).

Blocurile acestui mecanism de ridicare sunt împărțite în:

prin proiectare în simplu și complex;

după metoda de ridicare a sarcinilor în cele mobile şi staţionare.

Să începem să ne familiarizăm cu designul blocurilor cu bloc simplu, care este o roată care se rotește în jurul axei sale, cu o canelură în jurul circumferinței pentru un cablu (frânghie, lanț) Fig. 1 și poate fi considerată ca o pârghie cu brațe egale în care brațele forțelor sunt egale cu raza lui roata: OA=OB=r. Un astfel de bloc nu oferă un câștig de rezistență, dar vă permite să schimbați direcția de mișcare a cablului (frânghie, lanț).

Bloc dublu constă din două blocuri cu raze diferite, fixate rigid împreună și montate pe o axă comună în Fig. 2. Razele blocurilor r1 și r2 sunt diferite și, la ridicarea unei sarcini, ele acționează ca o pârghie cu umeri inegale, iar câștigul în forță va fi egal cu raportul dintre lungimile razelor blocului cu diametru mai mare față de blocul cu diametrul mai mic F = Р·r1/r2.

Poartă constă dintr-un cilindru (tambur) și un mâner atașat de acesta, care acționează ca un bloc de diametru mare Câștigul de forță dat de guler este determinat de raportul dintre raza cercului R descris de mâner și raza. a cilindrului r pe care se înfășoară funia F = Р r/ R.

Să trecem la metoda de ridicare a unei sarcini cu blocuri. Din descrierea proiectului, toate blocurile au o axă în jurul căreia se rotesc. Dacă axa blocului este fixă ​​și nu se ridică sau scade la ridicarea sarcinilor, atunci un astfel de bloc se numește bloc fix bloc simplu, bloc dublu, poarta.

U bloc în mișcare axul se ridică și coboară împreună cu sarcina (Fig. 10) și este destinată în principal să elimine îndoirea cablului la locul în care este suspendată sarcina.

Să ne familiarizăm cu dispozitivul și metoda de ridicare a sarcinii; a doua parte a unui mecanism de ridicare simplu este un cablu, o frânghie sau un lanț. Cablul este realizat din fire de oțel, frânghia din fire sau șuvițe, iar lanțul este format din zale legate între ele.

Metode de suspendare a sarcinii și de câștigare a rezistenței la ridicarea unei sarcini cu un cablu:

În fig. 4, sarcina este fixată la un capăt al cablului, iar dacă ridicați sarcina de celălalt capăt al cablului, atunci pentru a ridica această sarcină veți avea nevoie de o forță puțin mai mare decât greutatea sarcinii, deoarece un bloc simplu de câștig în forță nu dă F = P.

În Fig. 5, muncitorul ridică sarcina printr-un cablu care ocolește un bloc simplu de sus la un capăt al primei părți a cablului se află un scaun pe care se așează muncitorul, iar pe a doua parte a cablului; muncitorul se ridică cu o forță de 2 ori mai mică decât greutatea sa, deoarece greutatea lucrătorului a fost distribuită în două părți ale cablului, prima - de la scaun la bloc, iar a doua - de la bloc la mâinile lucrătorului F = P/2.

În Fig. 6, sarcina este ridicată de doi muncitori folosind două cabluri iar greutatea sarcinii va fi distribuită în mod egal între cabluri și de aceea fiecare muncitor va ridica sarcina cu o forță de jumătate din greutatea sarcinii F = P/ 2.

În Fig. 7, lucrătorii ridică o sarcină care atârnă de două părți ale unui cablu și greutatea sarcinii va fi distribuită în mod egal între părțile acestui cablu (ca între două cabluri) și fiecare muncitor va ridica sarcina cu o forță. egal cu jumătate din greutatea sarcinii F = P/2.

În Fig. 8, capătul cablului, prin care unul dintre muncitori ridica sarcina, a fost fixat pe o suspensie staționară, iar greutatea încărcăturii a fost distribuită în două părți ale cablului, iar când muncitorul a ridicat sarcina de al doilea capăt al cablului, forța cu care muncitorul ar ridica sarcina a fost dublată mai puțin decât greutatea sarcinii F = P/2 și ridicarea sarcinii va fi de 2 ori mai lentă.

În Fig. 9, sarcina atârnă de 3 părți dintr-un cablu, un capăt al căruia este fix, iar câștigul în forță la ridicarea sarcinii va fi egal cu 3, deoarece greutatea sarcinii va fi distribuită pe trei părți ale cablu F = P/3.

Pentru a elimina îndoirea și a reduce forța de frecare, un bloc simplu este instalat în locul în care sarcina este suspendată și forța necesară pentru ridicarea sarcinii nu s-a schimbat, deoarece un bloc simplu nu asigură un câștig de rezistență (Fig. 10). şi Fig. 11), iar blocul în sine va fi apelat bloc în mișcare, deoarece axa acestui bloc se ridică și coboară odată cu sarcina.

Teoretic, o sarcină poate fi suspendată pe un număr nelimitat de părți ale unui cablu, dar în practică acestea sunt limitate la șase părți și un astfel de mecanism de ridicare se numește palan cu lanț, care constă din cleme fixe și mobile cu blocuri simple, care sunt înfășurate alternativ în jurul unui cablu, al cărui capăt este fixat de o clemă fixă, iar sarcina este ridicată folosind celălalt capăt al cablului. Câștigul de rezistență depinde de numărul de părți ale cablului dintre cuștile fixe și mobile, de regulă, este de 6 părți ale cablului, iar câștigul de rezistență este de 6 ori.

Articolul examinează interacțiunile din viața reală dintre blocuri și cablu la ridicarea unei sarcini. Practica existentă în determinarea faptului că „un bloc fix nu asigură un câștig în forță, dar un bloc mobil asigură un câștig în forță de 2 ori” a interpretat eronat interacțiunea cablului și blocul în mecanismul de ridicare și nu a reflectat întreaga diversitate a designului blocurilor, ceea ce a condus la dezvoltarea unor idei eronate unilaterale despre bloc. În comparație cu volumele existente de material pentru studierea unui mecanism simplu bloc, volumul articolului a crescut de 2 ori, dar acest lucru a făcut posibilă explicarea clară și inteligibilă a proceselor care au loc într-un mecanism simplu de ridicare nu numai studenților, ci și către profesori.

Literatură:

1. Pyryshkin, A.V Fizică, clasa a VII-a: manual / A.V., a 3-a - M.: Gutarda, 224 p., ill. ISBN 978–5-358–14436–1. § 61. Aplicarea regulii echilibrului pârghiei la bloc, pp. 181–183.
2. Gendenstein, L. E. Fizica. clasa a VII-a. În 2 ore. Partea 1. Manual pentru instituții de învățământ / L. E. Gendenshten, A. B. Kaidalov, V. B. Kozhevnikov; editat de V. A. Orlova, I. I. Roizen - ed. a II-a, revăzută. - M.: Mnemosyne, 2010.-254 p.: ill. ISBN 978–5-346–01453–9. § 24. Mecanisme simple, p. 188–196.
3. Manual elementar de fizică, editat de academicianul G. S. Landsberg Volumul 1. Mecanică. Căldură. Fizica moleculară - Ed. a X-a - M.: Nauka, 1985. § 84. Mașini simple, p. 168–175.
4. Gromov, S. V. Fizica: manual. pentru clasa a VII-a învăţământul general instituţii / S. V. Gromov, N. A. Rodina - ed. a III-a. - M.: Educaţie, 2001.-158 p.,: ill. ISBN-5–09–010349–6. §22. Block, pp.55 -57.

Cuvinte cheie: bloc, bloc dublu, bloc fix, bloc mobil, bloc de scripete..

Adnotare: Manualele de fizică pentru clasa a VII-a, când studiază un mecanism de bloc simplu, interpretează în moduri diferite câștigul în forță la ridicarea unei sarcini folosind acest mecanism, de exemplu: în manualul de A. V. Peryshkin, câștigul în forță se realizează folosind roata de blocul, asupra căruia acționează forțele pârghiei, iar în manualul de Gendenstein L.E același câștig se obține cu ajutorul unui cablu, asupra căruia se acționează forța de întindere a cablului. Manuale diferite, obiecte diferite și forțe diferite - pentru a obține un câștig de forță la ridicarea unei sarcini. Prin urmare, scopul acestui articol este de a căuta obiecte și forțe cu ajutorul cărora se obține un câștig de rezistență la ridicarea unei sarcini cu un mecanism de blocare simplu.

Blocurile sunt clasificate ca mecanisme simple. Pe lângă blocuri, grupul acestor dispozitive care servesc la convertirea forței include o pârghie și un plan înclinat.

DEFINIŢIE

Bloc- un corp rigid care se poate roti în jurul unei axe fixe.

Blocurile sunt realizate sub formă de discuri (roți, cilindri joase etc.) având o canelură prin care se trece o frânghie (tors, funie, lanț).

Un bloc cu axă fixă ​​se numește staționar (Fig. 1). Nu se mișcă la ridicarea unei sarcini. Un bloc fix poate fi gândit ca o pârghie care are brațe egale.

Condiția de echilibru a unui bloc este condiția de echilibru a momentelor de forță aplicate acestuia:

Blocul din fig. 1 va fi în echilibru dacă forțele de tensiune ale firelor sunt egale:

întrucât umerii acestor forţe sunt aceiaşi (OA=OB). Un bloc staționar nu oferă un câștig în forță, dar vă permite să schimbați direcția forței. A trage de o frânghie care vine de sus este adesea mai convenabil decât de o frânghie care vine de jos.

Dacă masa unei sarcini legate de un capăt al unei frânghii aruncate peste un bloc fix este egală cu m, atunci pentru a o ridica trebuie aplicată o forță F la celălalt capăt al frânghiei egală cu:

cu condiția să nu ținem cont de forța de frecare din bloc. Dacă este necesar să se ia în considerare frecarea în bloc, atunci introduceți coeficientul de rezistență (k), atunci:

Un suport neted, fix poate servi ca înlocuitor pentru bloc. Peste un astfel de suport se aruncă o frânghie (frânghie), care alunecă de-a lungul suportului, dar în același timp crește forța de frecare.

Un bloc staționar nu oferă niciun beneficiu în muncă. Căile parcurse de punctele de aplicare a forțelor sunt aceleași, egale cu forța, deci egale cu munca.

Pentru a câștiga putere prin utilizarea blocurilor fixe, se folosește o combinație de blocuri, de exemplu, un bloc dublu. Blocurile trebuie să aibă diametre diferite. Sunt conectate nemișcat între ele și montate pe o singură axă. La fiecare bloc este atașată o frânghie, astfel încât să se poată înfășura sau de pe bloc fără să alunece. Umerii forțelor în acest caz vor fi inegale. Scripetele dublu acționează ca o pârghie cu brațe de diferite lungimi. Figura 2 prezintă o diagramă a unui bloc dublu.

Condiția de echilibru pentru pârghia din Fig. 2 va fi formula:

Blocul dublu poate converti forța. Aplicând o forță mai mică unei frânghii înfășurate în jurul unui bloc cu o rază mare, se obține o forță care acționează din partea unei frânghii înfășurate în jurul unui bloc cu o rază mai mică.

Un bloc în mișcare este un bloc a cărui axă se mișcă împreună cu sarcina. În fig. 2, blocul mobil poate fi considerat ca o pârghie cu brațe de diferite dimensiuni. În acest caz, punctul O este punctul de sprijin al pârghiei. OA - braț de forță; OB - brațul forței. Să ne uităm la Fig. 3. Brațul forței este de două ori mai mare decât brațul forței, prin urmare, pentru echilibru este necesar ca mărimea forței F să fie jumătate din mărimea forței P:

Putem concluziona că cu ajutorul unui bloc în mișcare obținem un câștig dublu în forță. Scriem starea de echilibru a blocului în mișcare fără a lua în considerare forța de frecare ca:

Dacă încercăm să luăm în considerare forța de frecare din bloc, atunci introducem coeficientul de rezistență al blocului (k) și obținem:

Uneori se folosește o combinație între un bloc mobil și un bloc fix. În această combinație, un bloc fix este utilizat pentru comoditate. Nu oferă un câștig în forță, dar vă permite să schimbați direcția forței. Un bloc în mișcare este folosit pentru a modifica cantitatea de forță aplicată. Dacă capetele frânghiei care înconjoară blocul formează unghiuri egale cu orizontul, atunci raportul dintre forța care acționează asupra sarcinii și greutatea corpului este egal cu raportul dintre raza blocului și coarda arcului care frânghia înconjoară. Dacă cablurile sunt paralele, forța necesară pentru a ridica sarcina va fi necesară de două ori mai mică decât greutatea încărcăturii ridicate.

Regula de aur a mecanicii

Mecanismele simple nu vă oferă un câștig la locul de muncă. Oricât de mult câștigăm în forță, pierdem la distanță cu aceeași cantitate. Deoarece munca este egală cu produsul scalar al forței și deplasării, prin urmare, nu se va modifica atunci când se utilizează blocuri mobile (precum și staționare).

Sub forma unei formule, „regula de aur” poate fi scrisă după cum urmează:

unde este calea parcursă de punctul de aplicare a forței - calea parcursă de punctul de aplicare a forței.

Regula de aur este cea mai simplă formulare a legii conservării energiei. Această regulă se aplică cazurilor de mișcare uniformă sau aproape uniformă a mecanismelor. Distanțele de translație ale capetelor cablurilor sunt raportate la razele blocurilor ( și ) ca:

Obținem că pentru a îndeplini „regula de aur” pentru un bloc dublu este necesar ca:

Dacă forțele sunt echilibrate, atunci blocul este în repaus sau se mișcă uniform.

Exemple de rezolvare a problemelor

EXEMPLUL 1

EXEMPLUL 2

În tehnologia modernă, mecanismele de ridicare sunt utilizate pe scară largă pentru a transporta sarcini pe șantiere și întreprinderi, care sunt indispensabile componente care poate fi numit mecanisme simple. Printre ei invenții antice umanitate: bloc și pârghie. Omul de știință grec antic Arhimede a ușurat munca omului, oferindu-i un câștig de putere atunci când își folosea invenția și l-a învățat să schimbe direcția forței.

Un bloc este o roată cu o canelură în jurul circumferinței sale pentru o frânghie sau un lanț, a cărui axă este atașată rigid de o grindă de perete sau tavan.

Dispozitivele de ridicare folosesc de obicei nu unul, ci mai multe blocuri. Un sistem de blocuri și cabluri conceput pentru a crește capacitatea de încărcare se numește palan cu lanț.

Blocul mobil și fix sunt aceleași mecanisme străvechi simple ca și pârghia. Deja în anul 212 î.Hr., cu ajutorul cârligelor și grappilor conectate la blocuri, siracusanii au capturat echipamente de asediu de la romani. Construcția de vehicule militare și apărarea orașului a fost condusă de Arhimede.

Arhimede a considerat un bloc fix ca o pârghie cu brațe egale.

Momentul forței care acționează pe o parte a blocului este egal cu momentul forței aplicate pe cealaltă parte a blocului. Forțele care creează aceste momente sunt și ele aceleași.

Nu există un câștig în forță, dar un astfel de bloc vă permite să schimbați direcția forței, ceea ce uneori este necesar.

Arhimede a luat blocul mobil ca o pârghie cu brațe inegale, care oferă un câștig de două ori în forță. Raportat la centrul de rotatie, actioneaza momente de forte care in echilibru trebuie sa fie egale.

Arhimede a studiat proprietățile mecanice ale blocului în mișcare și l-a aplicat în practică. Potrivit lui Athenaeus, „au fost inventate multe metode pentru a lansa nava gigantică construită de tiranul siracusan Hieron, însă mecanicul Arhimede, folosind mecanisme simple, a reușit singur să mute corabia cu ajutorul câtorva oameni și cu ajutorul lui a lansat o navă uriașă”.

Blocul nu dă niciun câștig în muncă, confirmând regula de aur a mecanicii. Acest lucru este ușor de verificat, acordând atenție distanțelor parcurse de mână și greutății.

Navele cu pânze sportive, precum bărcile cu pânze din trecut, nu se pot descurca fără blocuri atunci când pun și controlează pânzele. Navele moderne au nevoie de blocuri pentru ridicarea semnalelor și a bărcilor.

Aceasta este o combinație de blocuri mobile și fixe pe o linie de cale ferată electrificată pentru reglarea tensiunii firelor.

Acest sistem de blocuri poate fi folosit de piloții de planor pentru a-și ridica dispozitivele în aer.

Cel mai adesea, mecanismele simple sunt folosite pentru a câștiga putere. Adică, folosind mai puțină forță pentru a muta o greutate mai mare în comparație cu aceasta. În același timp, câștigurile în forță nu sunt obținute „gratis”. Prețul pe care trebuie să îl plătiți pentru el este o pierdere la distanță, adică trebuie să faceți o mișcare mai mare decât fără a utiliza un mecanism simplu. Cu toate acestea, atunci când forțele sunt limitate, atunci „schimbul” distanței pentru putere este benefic.

Blocurile mobile și fixe sunt două tipuri de mecanisme simple. În plus, sunt o pârghie modificată, care este și un mecanism simplu.

Bloc fix nu dă un câștig în forță, pur și simplu schimbă direcția de aplicare. Imaginați-vă că trebuie să ridicați o sarcină grea în sus folosind o frânghie. Va trebui să-l tragi în sus. Dar dacă utilizați un bloc staționar, atunci va trebui să trageți în jos în timp ce sarcina se ridică. În acest caz, îți va fi mai ușor, deoarece puterea necesară va consta în forța musculară și greutatea ta. Fără utilizarea unui bloc staționar, aceeași forță ar trebui aplicată, dar s-ar obține numai prin forța musculară.

Blocul fix este o roată cu o canelură pentru o frânghie. Roata este fixă, se poate roti în jurul axei sale, dar nu se poate mișca. Capetele cablului (cablului) atârnă în jos, o sarcină este atașată la unul și o forță este aplicată celuilalt. Dacă trageți cablul în jos, sarcina crește.

Deoarece nu există un câștig în forță, nu există nicio pierdere în distanță. La distanța la care se ridică sarcina, frânghia trebuie coborâtă la aceeași distanță.

Utilizare bloc în mișcare dă câștig de putere de două ori (ideal). Aceasta înseamnă că dacă greutatea sarcinii este F, atunci pentru a o ridica trebuie aplicată o forță de F/2. Blocul mobil este format din aceeași roată cu o canelură pentru cablu. Cu toate acestea, un capăt al cablului este fixat aici, iar roata este mobilă. Roata se mișcă odată cu sarcina.

Greutatea sarcinii este o forță descendentă. Este echilibrat de două forțe îndreptate în sus. Unul este creat printr-un suport de care este atașat un cablu, iar celălalt printr-un cablu de tragere. Forța de întindere a cablului este aceeași pe ambele părți, ceea ce înseamnă că greutatea sarcinii este distribuită egal între ele. Prin urmare, fiecare forță este de 2 ori mai mică decât greutatea sarcinii.

În situații reale, creșterea în forță este mai mică de 2 ori, deoarece forța de ridicare este parțial „irosită” din cauza greutății frânghiei și a blocului, precum și a frecării.

Un blocaj în mișcare, în timp ce oferă un câștig aproape dublu în forță, dă o pierdere dublă în distanță. Pentru a ridica sarcina la o anumită înălțime h, frânghiile de pe fiecare parte a blocului trebuie să scadă cu această înălțime, adică totalul este de 2h.

De obicei se folosesc combinații de blocuri fixe și mobile - blocuri de scripete. Ele vă permit să câștigați putere și direcție. Cu cât există mai multe blocuri în mișcare în palanul cu lanț, cu atât câștigul de rezistență este mai mare.