Блокявляє собою пристрій, що має форму колеса з жолобом, яким пропускають мотузку, трос або ланцюг. Розрізняють два основні види блоків - рухомий та нерухомий. У нерухомого блоку вісь закріплена і при підйомі вантажів не піднімається і не опускається (рис. 54), а рухомий блок вісь переміщається разом з вантажем (рис. 55).
Нерухомий блок не дає виграшу у силі.Його застосовують для того, щоб змінити напрямок дії сили. Так, наприклад, прикладаючи до мотузки, перекинутої через такий блок силу, спрямовану вниз, ми змушуємо вантаж підніматися вгору (див. Мал. 54). Інакше справа з рухомим блоком. Цей блок дозволяє невеликою силою врівноважити силу, вдвічі більшу. Для доказу цього звернемося до малюнку 56. Прикладаючи силу F , ми прагнемо повернути блок навколо осі, що проходить через точку О . Момент цієї сили дорівнює добутку Fl, де l - плече сили F, що дорівнює діаметру блоку ОВ. Поруч із прикріплений до блоку вантаж своєю вагою Р створює момент, рівний, де - плече сили Р , рівне радіусу блоку ОА . Відповідно до правила моментів (21.2)
що й потрібно було довести.
З формули (22.2) випливає, що P/F = 2. Це означає, що виграш, в силі, що отримується за допомогою рухомого блоку, дорівнює 2. Досвід, зображений малюнку 57, підтверджує цей висновок.
Насправді часто застосовують комбінацію рухомого блоку з нерухомим (рис. 58). Це дозволяє змінити напрямок силового впливу з одночасним дворазовим виграшем у силі. 
Для отримання більшого виграшу в силі застосовують вантажопідйомний механізм поліспастом. Грецьке слово «поліспаст» утворено з двох коренів: «полі» - багато і «спао» - тягну, так що в цілому виходить «багатотяг».
Поліспаст є комбінацією з двох обойм, одна з яких складається з трьох нерухомих блоків, а інша - з трьох рухомих блоків (рис. 59). Оскільки кожен із рухомих блоків подвоює силу тяги, то загалом поліспаст дає шестиразовий виграш у силі. 
1. Які два види блоків ви знаєте? 2. Чим відрізняється рухомий блок від нерухомого? 3. З якою метою застосовують нерухомий блок? 4. Навіщо використовують рухомий блок? 5. Що являє собою поліспаст? Який виграш у силі він дає?
Під терміном "блок" розуміється деяке механічний пристрій, Що представляє собою ролик, який закріплений на перпендикулярній осі.Цей ролик може вільно переміщатися, або навпаки - закріплений жорстко. Спростимо визначення - якщо вісь обертання ролика переміщається в просторі, то рухливий рух. На ролику є жолобок, до якого вставляється мотузка або трос. Зображення нижче демонструє зовнішній виглядблоку.
Якщо ролик закріплений, наприклад, на стелі – це нерухомий блок. Якщо ролик переміщається разом із вантажем – це рухомий блок. Загалом різниця тільки в цьому.
Сенс використання рухомого блоку – виграш у силі під час підйому чи переміщенні вантажів і фізичних тіл. Нерухомий блок виграшу не дає, проте часто сильно спрощує переміщення тіла і використовується в системах спільно з рухомим блоком.
Застосування рухомого та нерухомого блоків
Система блоків зустрічається повсюдно. Це і підйомні крани, і різні пристроїдля переміщення вантажів у гаражі, і навіть приводні ременів сучасному автомобілі. Часто блок використовується навіть без чіткого розуміння того, що це той самий механізм.
Напевно на будівельних майданчиках вам зустрічалися рухомі коліщатка, закріплені на верхніх поверхах будинку, що будується. Через таке колесо перекинуто мотузок або ланцюг та робітник, закріплюючи відро на першому поверсі, піднімає його на верхній поверх, переміщуючи мотузку. Це найпростіший приклад використання нерухомого блоку. Якщо до відра додати ще одне колесо, то вийде система блоків - рухливий і нерухомий.
Ще один рідкісний приклад використання нерухомого блоку. Коли людина витягає з бруду автомобіль, обернувши буксирувальний троснавколо стовбур дерева. Робиться це для більшої зручності, оскільки буксирувальна лебідка легко зачепиться за невеликий кінець троса, оберненого довкола стовбура. Від такого блоку виграшу немає, та й оскільки дерево не обертається вокург своєї осі, сила опору збільшує навантаження.
Прикладів використання цих простих механізмів довкола нас дуже багато.
Найвідоміший пристрій, який працює на принципі блоків – це поліспаст. Воно активно застосовується у підйомних механізмах. Система блоків зменшує силу та спільна роботаскорочується у 4-8 разів.
Розв'язання задач з рухомим та нерухомим блоками
У завданнях фізики часто необхідно визначити, який сумарний виграш у силі буде отримано при використанні блоків. Учню пропонується складна схема, де з'єднані кілька блоків різного типу.
Ключ до рішенняподібних завдань полягає в умінні розібратися у взаємодії цих пристроїв. Кожен блок розраховується окремо, а потім додається до загальну формулу. Розрахункова формула для всього завдання складається згідно зі схемою, яку намалював учень, читаючи умову.
Для кращого розуміння таких завдань слід пам'ятати, що блок – це своєрідний важіль. Виграна сила дає втрату на відстані (у разі рухомого блоку).
Розрахункова формула дуже проста.
Для нерухомого блоку F = fmg, де F – це сила, f – коефіцієнт опору блоку, m – маса вантажу, g – гравітаційна стала. Іншими словами, F – це та сила, яку потрібно докласти, щоб підняти, наприклад, ящик із землі із використанням нерухомого блоку. Як бачите, залежність пряма та коефіцієнта немає.
Для рухомого блокуми маємо дворазовий виграш у силі. Розрахункова формула F=0,5fmg, де літерні позначенняаналогічні формулі трохи вище. Відповідно, при використанні рухомого блоку, такий ящик з масою m буде підняти в два рази легше з блоком, ніж з використанням однієї тільки власної спини.
Зверніть увагу, що коефіцієнт опору- Це та протидія, яка виникає в блоці при переміщенні по ньому мотузки. Зазвичай ці величини задані за умови завдання чи є табличною величиною. Іноді у шкільних завданнях ці коефіцієнти зовсім опускаються і не враховуються.
Крім того, не слід забувати, що якщо сила додається під кутом, потрібно використовувати стандартну методику розрахунку трикутника сил. Якщо в задачі сказано, що людина тягне вантаж за мотузку, яка знаходиться під 30 градусами до лінії горизонту, то це, безумовно, має бути враховано та позначено на розрахунковій схемі.
Блок - це різновид важеля, що є колесом з жолобом (мал.1), через жолоб можна пропустити мотузку, трос, канат або ланцюг.
Рис.1. Загальний виглядблоку
Блоки поділяють на рухливі та нерухомі.
У нерухомого блоку вісь закріплена, під час підйому чи опусканні вантажу вона піднімається і опускається. Вага вантажу, який піднімаємо, позначимо P, силу, що прикладається, позначимо F, точку опори - O (рис.2).
Рис.2. Нерухомий блок
Плечем сили P буде відрізок OA (плечо сили l 1), плечем сили F відрізок OB (плечо сили l 2) (рис.3). Ці відрізки є радіусами колеса, тоді плечі дорівнюють радіусу. Якщо плечі рівні, то вага вантажу та сила, яку ми прикладаємо для підйому, чисельно рівні.
Рис.3. Нерухомий блок
Такий блок не дає виграшу в силі. З цього можна зробити висновок, що нерухомий блок застосовувати доцільно для зручності підйому, простіше піднімати вантаж нагору, застосовуючи силу, яка спрямована вниз.
Пристрій, в якому вісь може підніматися та опускатися разом із вантажем. Дія аналогічна дії важеля (рис.4).
Мал. 4. Рухомий блок
Для роботи цього блоку один кінець мотузки закріплюється, до другого кінця прикладемо силу F, щоб підняти вантаж вагою P, вантаж прикріплений до точки A. Точкою опори при обертанні буде точка О, тому що в кожний момент руху блок повертається і точка O служить точкою опори (Рис.5).
Мал. 5. Рухомий блок
Значення плеча сили F становить два радіуси.
Значення плеча сили P становить один радіус.
Плечі сил відрізняються вдвічі, за правилом рівноваги важеля, сили відрізняються вдвічі. Сила, яка необхідна, щоб підняти вантаж вагою P, буде вдвічі меншою, ніж вага вантажу . Рухомий блок дає перевагу в силі вдвічі.
Насправді застосовують комбінації блоків зміни напрями дії застосовуваної сили для підйому та її зменшення вдвічі (рис.6).
Мал. 6. Комбінація рухомого та нерухомого блоків
На заняття ми познайомилися з пристроєм нерухомого та рухомого блоку, розібрали, що блоки – це різновиди важелів. Для вирішення завдань з цієї теми необхідно пам'ятати правило рівноваги важеля: відношення сил обернено пропорційно відношенню плечей цих сил.
- Лукашик В.І., Іванова О.В. Збірник завдань з фізики для 7-9 класів загальноосвітніх установ. - 17-те вид. - М: Просвітництво, 2004.
- Перишкін А.В. фізика. 7 кл. - 14-те вид., стереотип. - М: Дрофа, 2010.
- Перишкін А.В. Збірник завдань із фізики, 7-9 кл.: 5-те вид., стереотип. – М: Видавництво «Іспит», 2010.
- Class-fizika.narod.ru ().
- School.xvatit.com ().
- Scienceland.info ().
Домашнє завдання
- Дізнайтеся самостійно, що являє собою поліспаст і який виграш у силі він дає.
- Де застосовують у побуті нерухомі та рухливі блоки?
- Як легше підніматися нагору: лізти по мотузці чи підніматися за допомогою нерухомого блоку?
Будемо поки вважати, що масою блоку та троса, а також тертям у блоці можна знехтувати. В такому випадку можна вважати силу натягу троса однаковою у всіх його частинах. Крім того, трос вважатимемо нерозтяжним, а його масу - дуже малою.
Нерухомий блок
Нерухомий блок використовують для того, щоб змінити напрямок дії сили. На рис. 24.1 а показано, як за допомогою нерухомого блоку змінити напрям сили на протилежне. Однак за його допомогою можна змінити напрямок дії сили як завгодно.
Намалюйте схему використання нерухомого блоку, за допомогою якого можна повернути напрямок дії сили на 90°.
Чи дає нерухомий блок виграш у силі? Розглянемо це з прикладу, показаному на рис. 24.1 а. Трос натягнутий силою, прикладеною рибалкою до вільного кінця троса. Сила натягу троса залишається постійною вздовж троса, тому з боку троса на вантаж (рибу) діє така сама по модулю сила. Отже, нерухомий блок не дає виграшу у силі.
При використанні нерухомого блоку вантаж піднімається на стільки ж, скільки опускається кінець троса, до якого прикладає силу рибалка. Це означає, що, використовуючи нерухомий блок, ми не виграємо та не програємо в дорозі.
Рухомий блок
Поставимо досвід
Піднімаючи вантаж за допомогою легкого рухомого блоку, ми помітимо, що якщо тертя мало, то для підйому вантажу треба прикладати силу, яка приблизно в 2 рази менша за вагу вантажу (рис. 24.3). Таким чином, рухливий блок дає виграш у силі у 2 рази.
Мал. 24.3. При використанні рухомого блоку ми виграємо в силі в 2 рази, але стільки ж разів програємо в дорозі
Однак за подвійний виграш у силі доводиться платити таким же програшем у дорозі: щоб підняти вантаж, наприклад, на 1 м, треба підняти кінець перекинутого через блок троса на 2 м.
Те, що рухомий блок дає подвійний виграш у силі, можна довести і не вдаючись до досвіду (див. нижче розділ «Чому рухливий блок дає виграш у силі вдвічі?»).
Фізика 7 клас. ПРОСТІ МЕХАНІЗМИ
У сучасної технікидля перенесення вантажів на будівлях та підприємствах широко використовуються вантажопідйомні механізми, незамінними складовими частинамияких можна назвати прості механізми . Серед них найдавніші винаходи людства:блок та важіль . Давньогрецький вчений Архімед полегшив працю людини, давши їй при використанні свого винаходу виграш у силі, і навчив змінювати напрямок дії сили.
Блок - це колесо з жолобом по колу для каната або ланцюга, вісь якого жорстко прикріплена до стіни або балки. Вантажопідйомні пристроїзазвичай використовують один, а кілька блоків. Система блоків та тросів, призначена для підвищення вантажопідйомності, називається поліспаст.
Рухомий та нерухомий блок- Такі ж найдавніші прості механізми, як і важіль. Вже в 212 р. до н.е. за допомогою гаків і захоплень, з'єднаних з блоками, сиракузці захоплювали у римлян засоби облоги. Спорудженням військових машин та обороною міста керував Архімед.
Нерухомий блокАрхімед розглядав як рівноплечий важіль.
Момент сили, що діє з одного боку блоку, дорівнює моменту сили, що додається з іншого боку блоку. Однакові й сили, що створюють ці моменти.
Виграш у силі при цьому відсутній, але такий блок дозволяє змінити напрямок дії сили, що іноді необхідно.
Рухомий блок Архімед приймав за нерівноплечий важіль, що дає виграш чинності в 2 рази. Щодо центру обертання діють моменти сил, які при рівновазі мають бути рівними.
Архімед вивчив механічні властивостірухомого блоку та застосував його на практиці. За свідченням Афінея, "для спуску на воду велетенського корабля, побудованого сиракузським тираном Гієроном, вигадували багато способів, але механік Архімед, застосувавши прості механізми, один зумів зрушити корабель за допомогою небагатьох людей. Архімед придумав блок і за допомогою нього спустив на воду величезний корабель" .
