Отримання знань
дистанційна підтримка освіти школярів
Лекція 11.
Блоки
Оскільки вам відомо, що важіль - це тверде тіло, що обертається навколо вісі, то стає зрозумілим, що блок - це різновид важеля.
Нерухомий блок
Нерухомий блок - це блок, вісь якого нерухома.
Нехай за допомогою блока ми піднімаємо вантаж масою m. Яку ж силу F для цього потрібно прикласти? Застосуємо до блока правило моментів як достатню умову рівноваги. Правило моментів зручно прописувати відносно центру обертання блока, оскільки момент реакції (сили пружності), яка діє на блок з боку вісі, на яку він насажений, дорівнює нулю (зрозуміло, що плече цієї сили відносно точки О дорівнює нулю).
Запишемо правило моментів (ІІ умову рівноваги) відносно точки О.
т. О: ;
але ;
отже, ;
.
По результату видно, що виграшу в силі нерухомий блок не дає, він слугує лише для зміни напрямку сили.
Адже зрозуміло, що прикладаючи силу в зручному для нас напрямку, ми можемо підняти навіть вантаж, що за масою майже дорівнює масі людини: якщо вона практично висить на мотузці і піднявши ноги, щоб вони не дотикалися до підлоги.
Звісно, ми робимо це не завжди, обираючи кожного разу те, що відповідає ситуації.
Рухомий блок
Рухомий блок - це блок, вісь якого рухається.
Запишемо правило моментів відносно точки О.
т. О: ;
але ;
;
отже, ;
.
За результатом видно, що рухомий блок дає виграш в силі в 2 рази.
Дуже часто використовуються системи з різною кількістю рухомих і нерухомих блоків.
Умова рівномірного підняття важка: .
Далі послідовно розгляньте сили, що діють на кожний блок. Так як натяг кожної окремої нитки однаковий по всій довжині нитки, то .
Умова рівноваги важка: . Сила
.
Ми бачимо, що комбінація з трьох рухомих блоків в обох випадках дала різний результат: в першому виграш в силі склав 8 разів, а в другому - 6 разів! Звісно кількість нерухомих блоків для виграшу в силі ніякого значення не має.