Сделайте схематический рисунок показывающий как с помощью подвижного блока можно
Добавил пользователь Alex Обновлено: 18.09.2024
Мы называем рычагом любое твердое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры. Одной из разновидностей рычага является такой простой механизм как блок.
Блок представляет собой собой колесо (диск) с желобом, укрепленное в обойме.
По желобу блока пропускают трос, цепь или веревку. Если блок — это разновидность рычага, то применим ли к нему закон равновесия ($\frac = \frac$)?
Для того чтобы ответить на этот вопрос, в данном уроке мы более подробно изучим устройство блока. Блоки бывают двух видов: подвижный и неподвижный. Рассмотрим принцип работы каждого из них.
Неподвижный блок
Неподвижный блок — это блок, ось которого закреплена и при подъеме груза не поднимается и не опускается.
Неподвижный блок изображен на рисунке 1.
Рисунок 1. Неподвижный блок.
Неподвижный блок — это равноплечий рычаг. Плечи рычага в данном случае — отрезки OA и OB. Они равны радиусу колеса блока: $OA = OB = l_1 = r$.
Как вы знаете, такой блок не даст выигрыш в силе: $F_1 = F_2$. Его используют для того, чтобы поменять направление действия силы.
Если поднимать груз без использования блока, мы будем использовать только силу наших мышц. Если мы используем блок, то тогда мы можем тянуть за веревку вниз, использую и силу наших мышц, и вес своего тела. Таким образом поднять груз намного легче.
Подвижный блок
Подвижный блок — это блок, ось которого поднимается и опускается вместе с грузом.
Подвижный блок изображен на рисунке 2.
Рисунок 2. Подвижный блок.
В данном случае точка опоры O будет находиться не в центре колеса, а на его окружности. Мы действуем на блок с силой $F_1$, а груз — с силой $F_2$. Плечо силы $F_1$ — отрезок OB ($l_1$), плечо силы $F_2$ — отрезок OA ($l_2$). Из рисунка мы видим, что плечо OB будет в 2 раза больше плеча OA: $OB = 2r = 2OA$ или $l_1 = 2l_2$. Применим правило равновесия рычага:
Выразим силу $F_1$:
При использовании блока для подъема груза, сила $F_2$, с которой груз действует на блок, будет равна его весу $P$. Силу $F_1$ теперь можем обозначить просто $F$ без индекса.
Тогда наше выражение примет следующий вид:
$F = \frac$,
Подвижный блок дает выигрыш в силе в 2 раза.
Применение комбинаций блоков
На практике часто применяют комбинацию (систему) неподвижного и подвижного блоков (рисунок 3). Такая комбинация называется полиспастом блоков.
Рисунок 3. Комбинации подвижного и неподвижного блоков.
При таком варианте использования блоков мы также получаем выигрыш в силе в 2 раза. Обеспечивает его подвижный блок. С помощью неподвижного блока изменяем направление силы. Он позволяет занять нам более удобное положение — так мы можем поднимать груз, стоя на земле.
На практике полиспаст является частью механизма подъема у подъемных кранов (рисунок 4).
Рисунок 4. Крюковой подвес с полиспастом.
Альпинисты используют систему блоков для натяжения перил и переправ, а также для подъема пострадавших из ущелий, трещин и др. (рисунок 5).
Коммуникативный педагогический тренинг: способы взаимодействия с разными категориями учащихся
Сертификат и скидка на обучение каждому участнику
Применяя систему блоков, получите выигрыш в силе в 2,3,4 раза. Какой выигрыш ещё получился? Представьте схемы соединения блоков и фото .
Цель: Применяя систему блоков, получить выигрыш в силе в 2,3,4 раза.
Изучить, что такое блоки, для чего они нужны.
Провести эксперименты с блоками, получить выигрыш в силе в 2,3,4 раза.
Изучили, что неподвижный блок не даёт выигрыша в силе, а подвижный блок даёт выигрыш в силе в 2 раза.
чтобы получить выигрыш в силе в 2 раза, нужно применить 1 подвижный блок;
чтобы выиграть в силе в 4 раза, надо применить 2 подвижных блока;
чтобы выиграть в 3 раза, надо применить 1,5 подвижных блока.
Опыт№1. Получение выигрыша в силе в 2 раза с помощью подвижного блока .
Оборудование: штатив, 2 муфты, 1 лапка, стержень, 1 подвижный блок, 1 неподвижный блок, гиря массой 1 кг (весом 10 Н), динамометр, верёвка.
1.На штативе закрепить неподвижный блок, стержень, так, чтобы плоскость неподвижного блока и конец стержня лежали в одной плоскости.
2. Один конец верёвки закрепить на стержне, верёвку перебросить через подвижный блок и через неподвижный блок.
3. К крючку подвижного блока подвесить гирю, к свободному концу верёвки прицепить динамометр.
4. Измерить силу тяги (руки) динамометром, сравнить её с весом гири.
Вывод: F = Р/2, выигрыш в силе в 2 раза.
Оборудование. Установка для опыта № 1.
Опыт №2. Получение выигрыша в силе в 4 раза с помощью 2-х подвижных блоков.
Оборудование: штатив, 2 подвижных блока, 2 неподвижных блока, 2 гири массой 1 кг (весом 10 Н) каждая, динамометр, верёвка.
1.На штативе с помощью 3 муфт и 2 лапок закрепить 2 неподвижных блока и стержень, так, чтобы плоскости блоков и конец стержня лежали в одной плоскости.
2. Один конец верёвки закрепить на стержне, верёвку перебросить последовательно через 1-й подвижный блок, 1-й неподвижный блок, 2-й подвижный блок, 2-й неподвижный блок.
3. К крючку каждого подвижного блока подвесить гирю, к свободному концу верёвки прицепить динамометр.
4. Измерить силу тяги (руки) динамометром, сравнить её с весом гирь.
Установка для опыта №2.
Вывод: F = Р/4, выигрыш в силе в 4 раза.
Опыт № 3. Получение выигрыша в силе в 3 раза с помощью 1-ого подвижного блока.
Для получения выигрыша в силе в 3 раза, надо использовать 1,5 подвижного блока. Так как нельзя отделить от подвижного блока половину, то следует использовать верёвку дважды: один раз перекинуть верёвку через него полностью, второй раз прицепить конец верёвки к его половине, т.е. к центру.
Оборудование: штатив, 1 подвижный блок с двумя крючками, 1 неподвижный блок, 1 гиря массой 1 кг (весом 10 Н), динамометр, верёвка.
1.На штативе с помощью муфты закрепить 1 неподвижный блок.
2. Один конец верёвки прицепить к верхнему крючку подвижного блока, к нижнему крючку подвижного блока прицепить гирю.
3. Верёвку перекинуть последовательно от верхнего крючка подвижного блока через неподвижный блок, снова вокруг подвижного блока и снова через неподвижный блок, к свободному концу верёвки подцепить динамометр. Должно получиться 3 верёвки, на которые опирается подвижный блок – 2 по краям (полный блок) и одна к его центру (половина блока). Таким образом, мы используем 1,5 подвижного блока.
4. Измерить силу тяги (руки) динамометром, сравнить её с весом гири.
Установка к опыту № 3. Проведение опыта№ 3.
Вывод: F = Р/3, выигрыш в силе в 3 раза.
Проделав опыты №№1-3, мы проверили гипотезу, выдвинутую перед исследованием. Она подтвердилась. По результатам опытов, мы выяснили, следующие факты:
чтобы получить выигрыш в силе в 2 раза, нужно применить 1 подвижный блок;
чтобы выиграть в силе в 4 раза, надо применить 2 подвижных блока;
чтобы выиграть в 3 раза, надо применить 1,5 подвижных блока.
Также заметили, что выигрыш в силе равен числу верёвок, на которые опираются подвижные блоки:
в опыте №1: 1подвижный блок опирается на 2 верёвки – выигрыш в силе в 2 раза;
в опыте №2: 2 подвижных блока опираются на 4 верёвки – выигрыш в силе в 4 раза;
в опыте №3 подвижный блок опирается на 3 верёвки – выигрыш в силе в 3 раза.
Эту закономерность можно применять для получения любого числа выигрыша в силе. Например, для получения выигрыша в 8 раз надо применить 4 подвижных блока, чтобы они опирались на 8 верёвок.
В голове весна, к сожалению, не до физики)))
Помогите, спасите.
1. С помощью подвижного блока груз подняли на высоту 1,5 м. На какую длину при этом был вытянут свободный конец верёвки?
2. Рабочий с помощью подвижного блока поднял груз на высоту 7 м, прилагая к свободному концу верёвки силу 160 Н. Какую работу он совершил? (Вес блока и силу трения не учитывать.)
3. Как применить блок для выигрыша в расстоянии?
4. Как можно соединить друг с другом неподвижные и подвижные блоки, чтобы получить выигрыш в силе в 4 раза; в 6 раз?
5. Решите задачу 2, учитывая вес блока, равный 20 Н.
1. Дано: h = l1 = 1,5 м; g = 10 Н/кг
Найти: l2 — ?
Мы знаем, что подвижный блок дает выигрыш в силе в 2 раза:
F = Р/2;
; l2 = 2l1
l2 = 2 • 1,5 = 3 м
Ответ: l2 = 3 м
2. Дано: l1 = h = 7 м; F = 160 Н
Найти: А —?
Подвижный блок дает выигрыш в силе в 2 раза:
F = Р/2; A=P•h;A=2F•h=2•160•7 = 2240 Дж
Ответ: А = 2240 Дж
3. Чтобы применить блок для выигрыша в расстоянии (проигрывая в силе), нужно применить силу к его оси. И при перемещении оси блока на расстоянии l конец веревки переместится на расстояние 2l.
4. Мы знаем, что один подвижный блок выигрыш в силе в 2 раза, следовательно, комбинация 2-х подвижных и неподвижного блока даст выигрыш в силе в 4 раза, а 2-х неподвижных и 3-х подвижных в 6 раз.
5. Дано: l1 = h = 7 м; F = 160 Н; Р1 = 20 Н
Найти: А — ?
При решении данной задачи используется известное нам решение, а именно, что подвижный блок дает выигрыш в силе в 2 раза:
F - Р/2; А = (Р + Р1) • h = (2F + Р1) • h = (2 • 160 + 20) • 7 = 2380 Дж
Ответ: А = 2380 Дж
Вам может понравиться Все решебники
Главная задача сайта: помогать школьникам и родителям в решении домашнего задания. Кроме того, весь материал совершенствуется, добавляются новые сборники решений.
Читайте также: