مسدود کردنوسیله ای است به شکل چرخ دارای شیار که طناب، کابل یا زنجیر از آن عبور می کند. دو نوع اصلی بلوک وجود دارد - متحرک و ثابت. در بلوک ثابت، محور ثابت است و هنگام بلند کردن بارها بالا و پایین نمی رود (شکل 54)، در حالی که در بلوک متحرک، محور همراه با بار حرکت می کند (شکل 55).
یک بلوک ثابت افزایش قدرت نمی دهد.برای تغییر جهت یک نیرو استفاده می شود. بنابراین، برای مثال، با اعمال نیروی رو به پایین به طناب پرتاب شده روی چنین بلوکی، بار را بالا می‌بریم (شکل 54 را ببینید). وضعیت در مورد بلوک متحرک متفاوت است. این بلوک به یک نیروی کوچک اجازه می دهد تا یک نیروی 2 برابر بیشتر را متعادل کند. برای اثبات این موضوع به شکل 56 مراجعه می کنیم. با اعمال نیروی F به دنبال چرخاندن بلوک حول محوری هستیم که از نقطه O می گذرد. ممان این نیرو برابر است با حاصل ضرب Fl که l بازوی نیروی F برابر قطر بلوک OB است. در همان زمان، بار متصل به بلوک با وزن خود P لحظه ای برابر با، جایی که شانه نیروی P است، برابر با شعاع بلوک OA ایجاد می کند. طبق قانون لحظه (21.2)
Q.E.D.
از فرمول (22.2) نتیجه می شود که P/F = 2. این بدان معنی است که بهره، از نظر قدرت، با کمک یک بلوک متحرک به دست می آید 2. تجربه نشان داده شده در شکل 57 این نتیجه را تایید می کند.
در عمل، اغلب از ترکیب یک بلوک متحرک با یک بلوک ثابت استفاده می شود (شکل 58). این به شما امکان می دهد جهت عمل نیرو را با افزایش همزمان دو برابر قدرت تغییر دهید. 
برای به دست آوردن افزایش قدرت بیشتر، از مکانیزم بلند کردن استفاده می شود که به نام بالابر زنجیری. کلمه یونانی "polyspast" از دو ریشه تشکیل شده است: "poly" - a lot و "spao" - من می کشم، به طوری که به طور کلی "multi-thrust" به نظر می رسد.
بالابر زنجیری ترکیبی از دو گیره است که یکی از سه بلوک ثابت و دیگری از سه بلوک متحرک تشکیل شده است (شکل 59). از آنجایی که هر یک از بلوک های متحرک نیروی کشش را دو برابر می کند، به طور کلی، بالابر زنجیر افزایش قدرت شش برابری می دهد. 
1. چه دو نوع بلوک را می شناسید؟ 2-تفاوت بلوک متحرک و بلوک ثابت چیست؟ 3. برای چه منظوری از بلوک ثابت استفاده می شود؟ 4. بلوک متحرک برای چیست؟ 5. بالابر زنجیری چیست؟ چه افزایش قدرتی می دهد؟
اصطلاح "بلوک" به معنای مقداری دستگاه مکانیکی، که یک غلتک است که بر روی یک محور عمود بر هم ثابت می شود.این غلتک می تواند آزادانه حرکت کند یا برعکس - به طور سفت و سخت ثابت شده است. بیایید تعریف را ساده کنیم - اگر محور چرخش غلتک در فضا حرکت کند، بلوک متحرک است. غلتک دارای یک شیار است که یک طناب یا کابل در آن وارد می شود. تصویر زیر نشان می دهد ظاهرمسدود کردن.
اگر غلتک مثلاً روی سقف ثابت باشد، یک بلوک ثابت است. اگر غلتک با بار حرکت کند، یک بلوک متحرک است. در یک مفهوم کلی، تنها تفاوت در این است.
منظور از استفاده از بلوک متحرک به دست آوردن قدرت در هنگام بلند کردن یا جابجایی بارها و اجسام فیزیکی است. یک بلوک ثابت افزایشی ایجاد نمی کند، با این حال، اغلب حرکت بدن را بسیار ساده می کند و در سیستم های همراه با یک بلوک متحرک استفاده می شود.
استفاده از بلوک های متحرک و ثابت
سیستم بلوک در همه جا وجود دارد. این و جرثقیل ها، و دستگاه های مختلفبرای جابجایی کالا در گاراژ و حتی تسمه های محرک V ماشین مدرن. اغلب از بلوک حتی بدون درک روشنی که مکانیسم یکسانی است استفاده می شود.
حتما در کارگاه های ساختمانی چرخ های متحرکی را دیده اید که در طبقات بالایی خانه در حال ساخت ثابت شده اند. یک طناب یا زنجیر روی چنین چرخی پرتاب می شود و کارگر در حالی که سطل را در طبقه اول ثابت می کند، آن را به طبقه بالا می برد و طناب را حرکت می دهد. این یک مثال ساده از استفاده از یک بلوک ثابت است. اگر یک چرخ دیگر به سطل اضافه کنید، سیستمی از بلوک ها - متحرک و ثابت - دریافت می کنید.
نمونه نادر دیگری از استفاده از یک بلوک ثابت. وقتی شخصی ماشینی را از گل و لای بیرون می آورد، پیچیدن طناب یدک کشیدور تنه درخت این کار برای راحتی بیشتر انجام می شود، زیرا وینچ بکسل به راحتی به انتهای کوچک کابل پیچیده شده در اطراف صندوق عقب می افتد. خود چنین بلوکی هیچ سودی ندارد و از آنجایی که درخت حول محور خود نمی چرخد، نیروی مقاومت بار را افزایش می دهد.
نمونه های زیادی از استفاده از این مکانیسم های ساده در اطراف ما وجود دارد.
معروف ترین وسیله ای که بر اساس اصل بلوک کار می کند بالابر زنجیری است. این به طور فعال در مکانیسم های بلند کردن استفاده می شود. سیستم بلوک باعث کاهش قدرت و کار عمومی 4-8 برابر کاهش می یابد.
حل مشکلات بلوک های متحرک و ثابت
در مسائل فیزیک، اغلب لازم است مشخص شود که در هنگام استفاده از بلوک ها چه مقدار افزایش قدرت حاصل می شود. به دانشجو پیشنهاد می شود طرح پیچیدهکه در آن چندین بلوک از انواع مختلف در یک ردیف به هم متصل شده اند.
کلید راه حلیکی از این وظایف در توانایی درک تعامل این دستگاه ها نهفته است. هر بلوک به طور جداگانه محاسبه می شود و سپس به آن اضافه می شود فرمول کلی. فرمول محاسبه برای کل کار مطابق نموداری که دانش آموز هنگام خواندن شرط ترسیم کرده است، جمع آوری می شود.
برای درک بهتر چنین مشکلاتی باید به خاطر داشت که بلوک نوعی اهرم است. نیروی به دست آمده باعث کاهش فاصله (در مورد بلوک متحرک) می شود.
فرمول محاسبه بسیار ساده است.
برای بلوک ثابت F=fmg، که در آن F نیرو، f ضریب درگ بلوک، m جرم بار، g ثابت گرانشی است. به عبارت دیگر، F نیرویی است که باید برای بلند کردن یک جعبه از زمین با استفاده از یک بلوک ثابت اعمال شود. همانطور که می بینید، وابستگی مستقیم است و هیچ ضریبی وجود ندارد.
برای جابجایی بلوکما یک افزایش دو برابری در قدرت داریم. فرمول محاسبه F=0.5fmg، که در آن تعیین حروفمشابه فرمول بالا بر این اساس، هنگام استفاده از یک بلوک متحرک، بلند کردن چنین جعبه ای با جرم m دو برابر آسان تر از استفاده از پشت خود است.
توجه داشته باشید که ضریب درگ- این مقاومتی است که در بلوک هنگام حرکت طناب در طول آن ایجاد می شود. معمولاً این مقادیر در بیانیه مشکل مشخص می شوند یا یک مقدار جدولی هستند. گاهی در تکالیف مدرسه این ضرایب به کلی حذف می شود و در نظر گرفته نمی شود.
علاوه بر این، نباید آن را فراموش کرد اگر نیرو در یک زاویه اعمال شود، باید از روش استاندارد برای محاسبه مثلث نیروها استفاده کنید.. اگر وظیفه می گوید که شخصی باری را توسط طنابی می کشد که در 30 درجه خط افق قرار دارد، مطمئناً باید این مورد در نظر گرفته شود و در نمودار طراحی نشان داده شود.
بلوک نوعی اهرم است، چرخی است با شیار (شکل 1)، طناب، کابل، طناب یا زنجیر را می توان از شیار عبور داد.
عکس. 1. فرم کلیمسدود کردن
بلوک ها به دو دسته موبایل و ثابت تقسیم می شوند.
در بلوک ثابت، محور ثابت است، در هنگام بلند کردن یا پایین آوردن بار، بالا و پایین نمی رود. بیایید وزن باری را که بلند می کنیم، P، نیروی اعمال شده، نشان دهیم F، نقطه تکیه گاه - O (شکل 2).
شکل 2. بلوک ثابت
بازوی نیروی P قطعه OA (بازوی نیرو) خواهد بود l 1بازوی نیروی F بخش OB (بازوی نیرو l 2) (شکل 3). این بخش ها شعاع چرخ هستند، سپس شانه ها برابر با شعاع هستند. اگر شانه ها برابر باشند، وزن بار و نیرویی که برای بلند کردن اعمال می کنیم از نظر عددی برابر است.
شکل 3. بلوک ثابت
چنین بلوکی افزایش قدرتی ایجاد نمی کند.از این نتیجه می توان نتیجه گرفت که برای سهولت در بلند کردن استفاده از بلوک ثابت توصیه می شود، بلند کردن بار با استفاده از نیروی رو به پایین آسان تر است.
وسیله ای که در آن می توان محور را همراه با بار بالا و پایین برد. عمل شبیه به عمل یک اهرم است (شکل 4).
برنج. 4. بلوک متحرک
برای اینکه این بلوک کار کند، یک سر طناب ثابت است، به سر دوم نیروی F را اعمال می کنیم تا باری به وزن P را بلند کنیم، بار به نقطه A متصل می شود. تکیه گاه در حین چرخش نقطه O خواهد بود، زیرا در هر لحظه حرکت بلوک می چرخد و نقطه O به عنوان تکیه گاه عمل می کند (شکل 5).
برنج. 5. بلوک متحرک
مقدار شانه نیروی F دو شعاع است.
مقدار شانه نیروی P یک شعاع است.
بازوهای نیروها با ضریب دو تفاوت دارند، طبق قانون تعادل اهرمی، نیروها به ضریب دو تفاوت دارند. نیرویی که برای بلند کردن بار با وزن P لازم است نصف وزن بار خواهد بود. بلوک متحرک از نظر قدرت دو برابر مزیت را می دهد.
در عمل، از ترکیب بلوک ها برای تغییر جهت نیروی اعمال شده برای بلند کردن و کاهش آن به نصف استفاده می شود (شکل 6).
برنج. 6. ترکیب بلوک های متحرک و ثابت
در درس، ما با دستگاه یک بلوک ثابت و متحرک، برچیده شده آشنا شدیم که بلوک ها انواع اهرم هستند. برای حل مشکلات در مورد این موضوع، لازم است قانون تعادل اهرم را به خاطر بسپارید: نسبت نیروها با نسبت شانه های این نیروها نسبت معکوس دارد.
- لوکاشیک V.I.، Ivanova E.V. مجموعه وظایف فیزیک برای پایه های 7-9 موسسات آموزشی. - ویرایش هفدهم - م.: روشنگری، 2004.
- پریشکین A.V. فیزیک. 7 سلول - ویرایش چهاردهم، کلیشه. - M.: Bustard، 2010.
- پریشکین A.V. مجموعه مسائل فیزیک، پایه های 7-9: ویرایش پنجم، کلیشه. - م: انتشارات امتحان، 1389.
- Class-fizika.narod.ru ().
- School.xvatit.com().
- Scienceland.info().
مشق شب
- خودتان دریابید که بالابر زنجیری چیست و چه نوع افزایش قدرتی می دهد.
- بلوک های ثابت و متحرک کجا در زندگی روزمره استفاده می شوند؟
- بالا رفتن چقدر آسان است: از طناب بالا بروید یا با یک بلوک ثابت بالا بروید؟
فعلاً فرض می کنیم که جرم بلوک و کابل و همچنین اصطکاک در بلوک را می توان نادیده گرفت. در این صورت می توان نیروی کشش کابل را در تمامی قسمت های آن یکسان در نظر گرفت. علاوه بر این، فرض می کنیم که کابل کشش ناپذیر است و جرم آن ناچیز است.
بلوک ثابت
بلوک ثابت برای تغییر جهت نیرو استفاده می شود. روی انجیر 24.1a نشان می دهد که چگونه می توان از یک بلوک ثابت برای تغییر جهت نیرو به سمت مخالف استفاده کرد. با این حال، با کمک آن، می توانید جهت نیرو را به دلخواه تغییر دهید.
نمودار استفاده از یک بلوک ثابت را رسم کنید که می توان از آن برای چرخش جهت نیرو 90 درجه استفاده کرد.
آیا یک بلوک ثابت باعث افزایش قدرت می شود؟ بیایید با استفاده از مثال نشان داده شده در شکل به این موضوع نگاه کنیم. 24.1، الف. کابل توسط نیروی وارد شده توسط ماهیگیر به انتهای آزاد کابل کشیده می شود. نیروی کشش طناب در طول طناب ثابت می ماند، بنابراین، از کنار طناب، همان نیرو بر روی بار (ماهی) وارد می شود. بنابراین، یک بلوک ثابت افزایش قدرت نمی دهد.
هنگام استفاده از یک بلوک ثابت، بار به همان میزانی که انتهای کابل پایین می آید، بالا می رود، که ماهیگیر به آن نیرو وارد می کند. این بدان معناست که با استفاده از یک بلوک ثابت، در طول مسیر برنده یا باخت نمی شویم.
بلوک متحرک
بیایید تجربه بگذاریم
با بلند کردن بار با کمک یک بلوک متحرک سبک، متوجه خواهیم شد که اگر اصطکاک کم باشد، برای بلند کردن بار لازم است نیرویی تقریباً 2 برابر کمتر از وزن بار اعمال شود (شکل 24.3). ). بنابراین، بلوک متحرک قدرتی 2 برابر می دهد.
برنج. 24.3. هنگام استفاده از یک بلوک متحرک، ما در قدرت با 2 برابر برنده می شویم، اما در راه همان مقدار را از دست می دهیم.
با این حال، برای افزایش قدرت مضاعف، باید با همان ضرر در راه هزینه کرد: برای بلند کردن بار، به عنوان مثال، 1 متر، لازم است انتهای کابل پرتاب شده روی بلوک توسط 2 متر
این واقعیت که یک بلوک متحرک افزایش دو برابری در استحکام می دهد را می توان بدون توسل به تجربه ثابت کرد (به بخش "چرا یک بلوک متحرک استحکام مضاعف می دهد؟" را در زیر ببینید).
فیزیک کلاس 7. مکانیسم های ساده
که در فن آوری پیشرفتهبرای انتقال کالا در سایت های ساختمانی و شرکت ها به طور گسترده استفاده می شود مکانیسم های بلند کردن، غیر قابل تعویض قطعات تشکیل دهندهکه می توان نام برد مکانیسم های ساده . از جمله قدیمی ترین اختراعات بشر است:بلوک و اهرم . دانشمند یونانی باستان ارشمیدس کار انسان را تسهیل می کرد و به او در هنگام استفاده از اختراع خود قدرت می بخشید و به او یاد می داد که جهت نیرو را تغییر دهد.
بلوک چرخی است با یک شیار در اطراف محیط برای طناب یا زنجیر که محور آن به طور صلب به تیر دیوار یا سقف متصل است. وسایل بالابرمعمولاً نه یک، بلکه از چندین بلوک استفاده می کنند. سیستمی از بلوک ها و کابل ها که برای افزایش ظرفیت حمل طراحی شده اند، بالابر زنجیره ای نامیده می شود.
بلوک متحرک و ثابت- همان مکانیسم های ساده قدیمی به عنوان اهرم. پیش از این در سال 212 قبل از میلاد، سیراکوزی ها با کمک قلاب ها و چنگ های متصل به بلوک ها، ابزار محاصره را از رومیان گرفتند. ساخت خودروهای نظامی و دفاع از شهر توسط ارشمیدس رهبری شد.
بلوک ثابتارشمیدس آن را به عنوان اهرمی با بازوهای مساوی در نظر گرفت.
گشتاور نیروی وارد بر یک طرف بلوک برابر با لحظه نیروی وارد شده به طرف دیگر بلوک است. نیروهایی که این لحظه ها را ایجاد می کنند نیز یکسان هستند.
هیچ افزایشی در قدرت وجود ندارد، اما چنین بلوکی به شما امکان می دهد جهت نیرو را تغییر دهید، که گاهی اوقات ضروری است.
ارشمیدس بلوک متحرک را به عنوان یک اهرم نابرابر گرفت و 2 برابر افزایش قدرت داد. گشتاور نیروها نسبت به مرکز چرخش عمل می کنند که در حالت تعادل باید برابر باشد.
ارشمیدس مطالعه کرد ویژگی های مکانیکیبلوک متحرک و آن را عملی کنید. به گفته آتنائوس، "برای به آب انداختن کشتی غول پیکری که توسط هیرون ظالم سیراکوزایی ساخته شده بود، آنها روش های زیادی را ارائه کردند، اما ارشمیدس مکانیک، با استفاده از مکانیسم های ساده، به تنهایی توانست کشتی را با کمک چند نفر به حرکت درآورد. ارشمیدس بالا آمد. با یک بلوک و از طریق آن کشتی عظیمی را به آب انداخت».
