ส่วนใหญ่มักใช้กลไกง่ายๆ เพื่อให้ได้มาซึ่งอำนาจ นั่นคือใช้แรงน้อยกว่าในการเคลื่อนย้ายน้ำหนักที่มากขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับมัน ในขณะเดียวกัน การได้รับความแข็งแกร่งนั้นไม่ได้เกิดขึ้นอย่าง "ฟรีๆ" ราคาที่ต้องจ่ายคือการสูญเสียระยะทางนั่นคือคุณต้องทำการเคลื่อนไหวให้มากกว่าโดยไม่ต้องใช้กลไกง่ายๆ อย่างไรก็ตาม เมื่อกองกำลังมีจำกัด การ "แลกเปลี่ยน" ระยะห่างเพื่อความแข็งแกร่งจะเป็นประโยชน์

เคลื่อนย้ายได้และ บล็อกคงที่และเป็นหนึ่งในประเภท กลไกง่ายๆ. นอกจากนี้ยังเป็นคันโยกที่ได้รับการดัดแปลงซึ่งเป็นกลไกง่ายๆ

บล็อกคงที่ไม่ได้ให้ความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้น เพียงแต่เปลี่ยนทิศทางการใช้งาน ลองนึกภาพว่าคุณต้องยกของหนักขึ้นโดยใช้เชือก คุณจะต้องดึงมันขึ้นมา แต่ถ้าคุณใช้บล็อกที่อยู่กับที่คุณจะต้องดึงลงในขณะที่โหลดเพิ่มขึ้น ในกรณีนี้ มันจะง่ายกว่าสำหรับคุณเนื่องจากความแข็งแกร่งที่ต้องการจะประกอบด้วยความแข็งแรงของกล้ามเนื้อและน้ำหนักของคุณ หากไม่มีการใช้บล็อกที่อยู่กับที่ จะต้องใช้แรงเดียวกัน แต่จะสำเร็จได้ด้วยความแข็งแกร่งของกล้ามเนื้อเท่านั้น

บล็อกตายตัวคือล้อที่มีร่องสำหรับเชือก ล้อได้รับการแก้ไขแล้ว สามารถหมุนรอบแกนได้ แต่ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ ปลายเชือก (สายเคเบิล) ห้อยลงมา มีภาระติดอยู่ที่ด้านหนึ่ง และใช้แรงกับอีกด้านหนึ่ง หากคุณดึงสายเคเบิลลง โหลดจะเพิ่มขึ้น

เนื่องจากไม่มีความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้น จึงไม่มีการสูญเสียระยะทาง ระยะทางที่โหลดเพิ่มขึ้น เชือกจะต้องลดระดับลงให้เท่ากัน

การใช้งาน ย้ายบล็อกให้ความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้นสองเท่า (ตามอุดมคติ) ซึ่งหมายความว่าหากน้ำหนักของโหลดเป็น F ดังนั้นในการยกจะต้องใช้แรง F/2 บล็อกเคลื่อนย้ายได้ทั้งหมดประกอบด้วยล้อเดียวกันพร้อมร่องสำหรับสายเคเบิล อย่างไรก็ตาม ปลายด้านหนึ่งของสายเคเบิลได้รับการแก้ไขที่นี่ และล้อก็สามารถเคลื่อนย้ายได้ ล้อเคลื่อนที่ไปตามน้ำหนักบรรทุก

น้ำหนักของภาระเป็นแรงลง มีความสมดุลด้วยแรงสองแรงขึ้นไป อันหนึ่งถูกสร้างขึ้นโดยส่วนรองรับซึ่งต่อสายเคเบิลไว้และอีกอันเกิดจากการดึงสายเคเบิล แรงดึงของสายเคเบิลจะเท่ากันทั้งสองด้าน ซึ่งหมายความว่าน้ำหนักของโหลดจะมีการกระจายเท่ากันระหว่างสายเคเบิลทั้งสองข้าง ดังนั้นแรงแต่ละแรงจึงน้อยกว่าน้ำหนักบรรทุก 2 เท่า

ในสถานการณ์จริง ความแข็งแกร่งที่เพิ่มขึ้นนั้นน้อยกว่า 2 เท่า เนื่องจากแรงยกบางส่วนจะ "สูญเปล่า" กับน้ำหนักของเชือกและบล็อก รวมถึงแรงเสียดทานด้วย

บล็อกที่กำลังเคลื่อนที่แม้จะได้รับความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้นเกือบสองเท่า แต่ก็ทำให้สูญเสียระยะทางเป็นสองเท่า ในการยกน้ำหนักให้มีความสูงระดับหนึ่ง h เชือกในแต่ละด้านของบล็อกจะต้องลดลงตามความสูงนี้ นั่นคือทั้งหมดคือ 2 ชั่วโมง

มักใช้การรวมกันของบล็อกแบบคงที่และแบบเคลื่อนย้ายได้ - บล็อกรอก - พวกมันช่วยให้คุณได้รับความแข็งแกร่งและทิศทาง ยิ่งมีบล็อกที่เคลื่อนที่ได้ในรอกโซ่มากเท่าใด ความแข็งแกร่งก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

คำอธิบายบรรณานุกรม: Shumeiko A.V., Vetashenko O.G. รูปลักษณ์ทันสมัยบนกลไก "บล็อก" ง่าย ๆ ศึกษาในตำราฟิสิกส์สำหรับชั้นประถมศึกษาปีที่ 7 // นักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ 2559. ครั้งที่ 2. หน้า 106-113..07.2019)

หนังสือเรียนฟิสิกส์ชั้นประถมศึกษาปีที่ 7 เมื่อศึกษากลไกบล็อกอย่างง่าย ให้ตีความการชนะในรูปแบบต่างๆ แรงเมื่อยกของหนักจาก โดยใช้กลไกนี้ เช่น ใน หนังสือเรียนของ Peryshkin ก. ข. ชนะใน ความแข็งแกร่งก็เกิดขึ้นได้ด้วย ใช้ล้อของบล็อกซึ่งแรงของคันโยกกระทำและ ในหนังสือเรียนของเกนเดนสไตน์ ล. E. ได้รับชัยชนะเช่นเดียวกันกับ โดยใช้สายเคเบิลซึ่งขึ้นอยู่กับแรงดึงของสายเคเบิล หนังสือเรียนต่างๆ รายการต่างๆและ กองกำลังที่แตกต่างกัน - เพื่อรับเงินรางวัลเข้า แรงเมื่อยกของหนัก ดังนั้นจุดประสงค์ของบทความนี้คือเพื่อค้นหาวัตถุและ ความแข็งแกร่งด้วย โดยที่เงินรางวัลจะได้รับ แรงเมื่อยกของหนักด้วยกลไกบล็อกง่ายๆ

คำสำคัญ:

ขั้นแรกเรามาดูและเปรียบเทียบว่าได้รับความแข็งแกร่งอย่างไรเมื่อยกของด้วยกลไกบล็อกง่าย ๆ ในตำราฟิสิกส์สำหรับชั้นประถมศึกษาปีที่ 7 เพื่อจุดประสงค์นี้เราจะวางข้อความที่ตัดตอนมาจากตำราเรียนที่มีแนวคิดเดียวกันลงในตาราง เพื่อความชัดเจน

Peryshkin A.V. ฟิสิกส์ ชั้นประถมศึกษาปีที่ 7 § 61. การใช้กฎสมดุลของคานกับบล็อก หน้า 180–183	Gendenshtein L. E. ฟิสิกส์ ชั้นประถมศึกษาปีที่ 7 § 24. กลไกง่ายๆ หน้า 188–196
"ปิดกั้นเป็นล้อแบบมีร่องติดตั้งอยู่ในที่ยึด เชือก สายเคเบิล หรือโซ่ถูกส่งผ่านรางน้ำแบบบล็อก “บล็อกคงที่พวกเขาเรียกบล็อกดังกล่าวซึ่งแกนได้รับการแก้ไขและไม่ขึ้นหรือลงเมื่อยกของหนัก (รูปที่ 177) บล็อกคงที่ถือได้ว่าเป็นคันโยกที่มีอาวุธเท่ากันซึ่งแขนของแรงจะเท่ากับรัศมีของล้อ (รูปที่ 178): OA=OB=r บล็อกดังกล่าวไม่ได้ให้ความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้น (F1 = F2) แต่ให้คุณเปลี่ยนทิศทางของแรงได้"	“บล็อกที่อยู่นิ่งทำให้คุณมีความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้นหรือไม่? ...ในรูปที่ 24.1a สายเคเบิลจะถูกดึงให้ตึงโดยแรงที่ชาวประมงกระทำกับปลายที่ว่างของสายเคเบิล แรงดึงของสายเคเบิลจะคงที่ตลอดสายเคเบิล ดังนั้นจากด้านข้างของสายเคเบิลถึงน้ำหนักบรรทุก (ปลา ) แรงกระทำที่มีขนาดเท่ากัน ดังนั้นบล็อกที่อยู่กับที่ไม่ได้ให้ความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้น 6. คุณจะได้รับความแข็งแกร่งโดยใช้บล็อกคงที่ได้อย่างไร? ถ้ามีคนยก ตัวคุณเอง,ดังแสดงในรูปที่ 24.6 จากนั้นน้ำหนักของบุคคลจะกระจายออกเป็นสองส่วนของสายเคเบิลเท่า ๆ กัน (ตาม ด้านที่แตกต่างกันปิดกั้น). ดังนั้นบุคคลจึงยกตัวเองขึ้นโดยใช้แรงที่มีน้ำหนักเพียงครึ่งหนึ่งของเขา"
“บล็อกที่กำลังเคลื่อนที่คือบล็อกที่แกนขึ้นและลงพร้อมกับน้ำหนักบรรทุก (รูปที่ 179) รูปที่ 180 แสดงคันโยกที่สอดคล้องกัน: O คือจุดศูนย์กลางของคันโยก AO - แขนแห่งแรง P และ OB - แขนแห่งแรง F เนื่องจากแขน OB มีขนาดใหญ่กว่าแขน OA 2 เท่า ดังนั้นแรง F จะน้อยกว่าแรง P 2 เท่า: F=P/2 ดังนั้น, บล็อกที่เคลื่อนย้ายได้ให้ผลกำไรบังคับ 2 ครั้ง".	"5. เหตุใดบล็อกที่กำลังเคลื่อนที่จึงได้รับชัยชนะมีผลบังคับใช้สองครั้ง? เมื่อยกของหนักอย่างสม่ำเสมอ บล็อกที่เคลื่อนที่ก็จะเคลื่อนที่สม่ำเสมอเช่นกัน ซึ่งหมายความว่าผลลัพธ์ของแรงทั้งหมดที่ใช้กับแรงนั้นเป็นศูนย์ หากสามารถละเลยมวลของบล็อกและแรงเสียดทานในบล็อกได้ เราก็สรุปได้ว่ามีแรงสามแรงที่ส่งไปยังบล็อก: น้ำหนักของโหลด P ชี้ลง และแรงดึงที่เหมือนกันสองแรงของสายเคเบิล F ชี้ขึ้นด้านบน . เนื่องจากผลลัพธ์ของแรงเหล่านี้เป็นศูนย์ ดังนั้น P = 2F นั่นคือ น้ำหนักของโหลดเป็น 2 เท่าของแรงดึงของสายเคเบิลแต่แรงตึงของสายเคเบิลนั้นเป็นแรงที่ใช้อย่างแม่นยำเมื่อยกน้ำหนักโดยใช้บล็อกที่เคลื่อนย้ายได้ ดังนั้นเราจึงได้พิสูจน์แล้ว ว่าบล็อกที่เคลื่อนย้ายได้ให้กำไรเข้า บังคับ 2 ครั้ง".
“โดยปกติแล้วในทางปฏิบัติพวกเขาจะใช้การผสมผสานระหว่างบล็อกคงที่และบล็อกที่เคลื่อนย้ายได้ (รูปที่ 181) บล็อกคงที่ใช้เพื่อความสะดวกเท่านั้น มันไม่ได้ให้ความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้น แต่มันเปลี่ยนทิศทางของแรง เช่น ช่วยให้คุณยกของหนักขณะยืนอยู่บนพื้นได้ มะเดื่อ 181. การรวมกันของบล็อกที่สามารถเคลื่อนย้ายและบล็อกคงที่ - รอกโซ่"	“12.รูปที่ 24.7 แสดงระบบ บล็อก มีบล็อกที่สามารถเคลื่อนย้ายได้กี่บล็อก และบล็อกคงที่กี่บล็อก? ระบบบล็อกดังกล่าวได้รับความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้นเพียงใดหากเสียดสีและ สามารถละเลยมวลของบล็อกได้หรือไม่? . รูปที่.24.7. คำตอบในหน้า 240: “12. บล็อกที่เคลื่อนไหวได้สามบล็อกและหนึ่งบล็อก ที่ตายตัว; 8 ครั้ง"

สรุปการทบทวนและเปรียบเทียบข้อความและรูปภาพในตำราเรียน:

การพิสูจน์การได้รับความแข็งแกร่งในตำราเรียนโดย A. V. Peryshkin นั้นดำเนินการบนวงล้อของบล็อกและแรงกระทำคือพลังของคันโยก เมื่อยกของหนัก บล็อกที่อยู่กับที่ไม่ได้ให้ความแข็งแรงเพิ่มขึ้น แต่บล็อกที่เคลื่อนย้ายได้จะให้แรงเพิ่มขึ้น 2 เท่า ไม่มีการกล่าวถึงสายเคเบิลที่โหลดค้างอยู่บนบล็อกคงที่และบล็อกแบบเคลื่อนย้ายได้พร้อมโหลด

ในทางกลับกัน ในตำราเรียนของ Gendenstein L.E. การพิสูจน์กำลังรับจะดำเนินการบนสายเคเบิลซึ่งมีโหลดหรือบล็อกที่สามารถเคลื่อนย้ายซึ่งมีโหลดค้างอยู่ และแรงกระทำคือแรงดึงของสายเคเบิล เมื่อยกของหนักบล็อกที่อยู่กับที่สามารถเพิ่มความแข็งแรงได้ 2 เท่า แต่ไม่มีการกล่าวถึงในข้อความของคันโยกบนล้อบล็อก

การค้นหาวรรณกรรมที่อธิบายถึงการได้รับแรงโดยใช้บล็อกและสายเคเบิลนำไปสู่ ​​"หนังสือเรียนฟิสิกส์เบื้องต้น" เรียบเรียงโดยนักวิชาการ G. S. Landsberg ใน §84 เครื่องจักรอย่างง่ายในหน้า 168–175 อธิบายว่า: “บล็อกธรรมดา บล็อกคู่ เกท รอก และบล็อกเฟืองท้าย” แท้จริงแล้วจากการออกแบบ "บล็อกคู่ให้ความแข็งแรงเพิ่มขึ้นเมื่อยกของเนื่องจากความแตกต่างของความยาวของรัศมีของบล็อก" ด้วยความช่วยเหลือในการยกของหนักและ "บล็อกรอกให้ ความแข็งแรงเพิ่มขึ้นเมื่อยกของหนักเนื่องจากเชือก ซึ่งมีหลายส่วนที่โหลดค้างอยู่” ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะค้นหาว่าเหตุใดบล็อกและสายเคเบิล (เชือก) จึงได้รับความแข็งแรงเมื่อยกของหนัก แต่ไม่สามารถค้นหาได้ว่าบล็อกและสายเคเบิลมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไรและถ่ายโอนน้ำหนักของ โหลดซึ่งกันและกัน เนื่องจากโหลดสามารถแขวนไว้บนสายเคเบิลได้ และสายเคเบิลถูกโยนข้ามบล็อกหรือโหลดสามารถแขวนบนบล็อกได้ และบล็อกจะแขวนอยู่บนสายเคเบิล ปรากฎว่าแรงดึงของสายเคเบิลคงที่และกระทำตลอดความยาวของสายเคเบิล ดังนั้นการถ่ายโอนน้ำหนักของโหลดด้วยสายเคเบิลไปยังบล็อกจะอยู่ที่แต่ละจุดสัมผัสระหว่างสายเคเบิลกับบล็อก ตลอดจนการถ่ายโอนน้ำหนักของโหลดที่แขวนอยู่บนบล็อกไปยังสายเคเบิล เพื่อชี้แจงปฏิสัมพันธ์ของบล็อกกับสายเคเบิลเราจะทำการทดลองเพื่อให้ได้แรงเพิ่มขึ้นจากบล็อกที่เคลื่อนที่เมื่อยกของโดยใช้อุปกรณ์ของห้องเรียนฟิสิกส์ของโรงเรียน: ไดนาโมมิเตอร์ บล็อกห้องปฏิบัติการและชุดตุ้มน้ำหนักใน 1H (102 กรัม) มาเริ่มการทดลองด้วยบล็อกที่กำลังเคลื่อนที่กันดีกว่า เพราะเรามีสามบล็อก รุ่นที่แตกต่างกันได้รับพลังจากบล็อกนี้ รุ่นแรกคือ “Fig.180. บล็อกที่เคลื่อนที่ได้เหมือนคันโยกที่มีแขนไม่เท่ากัน" - หนังสือเรียนของ A. V. Peryshkin เรื่องที่สอง "รูปที่ 24.5... แรงตึงที่เท่ากันสองค่าของสายเคเบิล F" - ตามตำราเรียนของ L. E. Gendenstein และสุดท้ายเรื่องที่สาม "รูปที่ 145 . ดึงบล็อค" . การยกสิ่งของด้วยคลิปรอกที่เคลื่อนย้ายได้บนเชือกหลายส่วน - ตามตำราเรียนของ G. S. Landsberg

ประสบการณ์หมายเลข 1 "รูปที่ 183"

เพื่อทำการทดลองครั้งที่ 1 โดยได้รับความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้นจากบล็อกแบบเคลื่อนย้ายได้ "ด้วยคันโยกที่มีไหล่ไม่เท่ากัน OAB รูปที่ 180" ตามตำราเรียนของ A. V. Peryshkin บนบล็อกแบบเคลื่อนย้ายได้ "รูปที่ 183" ตำแหน่งที่ 1 วาด คันโยกที่มีไหล่ไม่เท่ากัน OAB ดังใน "รูปที่ 180" และเริ่มยกน้ำหนักจากตำแหน่ง 1 ไปยังตำแหน่ง 2 ในเวลาเดียวกันบล็อกเริ่มหมุนทวนเข็มนาฬิการอบแกนที่จุด A และจุด B ปลายคันโยกที่อยู่ด้านหลังซึ่งมีการยกเกิดขึ้น ออกมาเลยครึ่งวงกลมที่สายเคเบิลพันรอบบล็อกที่กำลังเคลื่อนที่จากด้านล่าง จุด O - จุดศูนย์กลางของคันโยกซึ่งควรจะอยู่กับที่ลงไปดู "รูปที่ 183" - ตำแหน่ง 2 เช่น คันโยกที่มีไหล่ไม่เท่ากัน OAB เปลี่ยนเหมือนคันโยกที่มีไหล่เท่ากัน (จุด O และ B ผ่านจุดเดียวกัน เส้นทาง)

จากข้อมูลที่ได้รับในการทดลองครั้งที่ 1 เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของคันโยก OAB บนบล็อกเคลื่อนที่เมื่อยกน้ำหนักจากตำแหน่ง 1 ไปยังตำแหน่ง 2 เราสามารถสรุปได้ว่าการแสดงบล็อกเคลื่อนที่เป็นคันโยกที่มีแขนไม่เท่ากัน ใน "รูปที่ 180" เมื่อยกของโดยการหมุนของบล็อกรอบแกนของมันสอดคล้องกับคันโยกที่มีแขนเท่ากันซึ่งไม่ได้ให้ความแข็งแรงเพิ่มขึ้นเมื่อยกของ

เราจะเริ่มการทดลองครั้งที่ 2 โดยติดไดนาโมมิเตอร์ไว้ที่ปลายสายเคเบิล โดยเราจะแขวนบล็อกเคลื่อนที่ซึ่งมีน้ำหนัก 102 กรัม ซึ่งสอดคล้องกับแรงโน้มถ่วง 1 นิวตัน เราจะแก้ไขปลายด้านใดด้านหนึ่งของ สายเคเบิลบนระบบกันสะเทือน และใช้ปลายอีกด้านของสายเคเบิลเราจะยกภาระบนบล็อกที่กำลังเคลื่อนที่ ก่อนการขึ้น การอ่านค่าของไดนาโมมิเตอร์ทั้งสองมีค่าอยู่ที่ 0.5 นิวตันต่อเครื่อง ที่จุดเริ่มต้นของการขึ้น การอ่านค่าของไดนาโมมิเตอร์ที่มีการขึ้นนั้นเปลี่ยนไปเป็น 0.6 นิวตัน และคงเป็นเช่นนั้นในระหว่างการขึ้น เมื่อสิ้นสุดการขึ้น ค่าที่อ่านได้กลับมาที่ 0.5 N การอ่านค่าของไดนาโมมิเตอร์ที่คงที่สำหรับระบบกันสะเทือนคงที่ไม่เปลี่ยนแปลงในระหว่างการเพิ่มขึ้นและยังคงเท่ากับ 0.5 N ให้เราวิเคราะห์ผลลัพธ์ของการทดลอง:

1. ก่อนการยก เมื่อน้ำหนัก 1 นิวตัน (102 กรัม) แขวนอยู่บนบล็อกที่เคลื่อนย้ายได้ น้ำหนักของโหลดจะถูกกระจายไปทั่วล้อและถ่ายโอนไปยังสายเคเบิล ซึ่งจะพันรอบบล็อกจากด้านล่าง โดยใช้ครึ่งวงกลมทั้งหมดของ ล้อ.
2. ก่อนการยก ค่าการอ่านไดนาโมมิเตอร์ทั้งสองจะอยู่ที่ 0.5 N ซึ่งบ่งชี้ถึงการกระจายน้ำหนักของโหลด 1 N (102 กรัม) ออกเป็นสองส่วนของสายเคเบิล (ก่อนและหลังบล็อก) หรือแรงตึงของสายเคเบิล คือ 0.5 N และเท่ากันตลอดความยาวของสายเคเบิล (เหมือนกันที่จุดเริ่มต้น เท่ากันที่ปลายสายเคเบิล) - ข้อความทั้งสองนี้เป็นจริง

ลองเปรียบเทียบการวิเคราะห์การทดลองหมายเลข 2 กับตำราเรียนเกี่ยวกับการได้รับความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้น 2 เท่าโดยใช้บล็อกที่เคลื่อนที่ เริ่มต้นด้วยข้อความในตำราเรียนของ Gendenstein L.E. “... ว่ามีแรงสามแรงถูกนำไปใช้กับบล็อก: น้ำหนักของโหลด P ชี้ลง และแรงตึงที่เหมือนกันสองแรงของสายเคเบิลชี้ขึ้นด้านบน (รูปที่ 24.5) ” จะแม่นยำกว่าหากบอกว่าน้ำหนักของสิ่งของที่บรรทุกใน “รูปที่. 14.5" ถูกกระจายออกเป็นสองส่วนของสายเคเบิล ก่อนและหลังบล็อก เนื่องจากแรงดึงของสายเคเบิลมีค่าเท่ากับหนึ่ง ยังคงต้องวิเคราะห์ลายเซ็นภายใต้ "รูปที่ 181" จากหนังสือเรียนของ A. V. Peryshkin "การรวมกันของบล็อกที่เคลื่อนย้ายได้และบล็อกคงที่ - บล็อกรอก" คำอธิบายของอุปกรณ์และความแข็งแกร่งที่เพิ่มขึ้นเมื่อยกของด้วยรอกมีอยู่ในหนังสือเรียนฟิสิกส์เบื้องต้น ed. Lansberg G.S. โดยที่กล่าวไว้ว่า “เชือกแต่ละชิ้นระหว่างบล็อกจะกระทำต่อภาระที่เคลื่อนที่ด้วยแรง T และเชือกทุกชิ้นจะกระทำด้วยแรง nT โดยที่ n คือจำนวนส่วนที่แยกกันของเชือกที่เชื่อมต่อทั้งสองส่วน ส่วนของบล็อก” ปรากฎว่าถ้าเรานำไปใช้กับ "รูปที่ 181" อัตราขยายที่บังคับใช้ด้วย "เชือกที่เชื่อมต่อทั้งสองส่วน" ของรอกจากตำราฟิสิกส์เบื้องต้นโดย G. S. Landsberg จากนั้นคำอธิบายของการได้รับแรงด้วยบล็อกที่กำลังเคลื่อนที่ ใน “รูปที่ 179” และตามนั้น รูปที่ 180" จะเป็นข้อผิดพลาด

หลังจากวิเคราะห์ตำราฟิสิกส์สี่เล่มแล้ว เราสามารถสรุปได้ว่าคำอธิบายที่มีอยู่เกี่ยวกับวิธีการที่กลไกบล็อกอย่างง่ายสร้างแรงเพิ่มขึ้นนั้นไม่สอดคล้องกับสถานะที่แท้จริง ดังนั้นจึงต้องมีคำอธิบายใหม่ของการทำงานของกลไกบล็อกอย่างง่าย

กลไกการยกที่เรียบง่ายประกอบด้วยบล็อกและสายเคเบิล (เชือกหรือโซ่)

บล็อกของกลไกการยกนี้แบ่งออกเป็น:

โดยการออกแบบให้เรียบง่ายและซับซ้อน

ตามวิธีการยกของเป็นแบบเคลื่อนย้ายได้และแบบอยู่กับที่

มาเริ่มทำความคุ้นเคยกับการออกแบบบล็อกกันดีกว่า บล็อกง่ายๆซึ่งเป็นล้อที่หมุนรอบแกนของมันโดยมีร่องรอบเส้นรอบวงสำหรับสายเคเบิล (เชือก, โซ่) รูปที่ 1 และถือได้ว่าเป็นคันโยกที่มีอาวุธเท่ากันโดยที่แขนของแรงจะมีรัศมีเท่ากับรัศมีของ วงล้อ: OA=OB=r. บล็อกดังกล่าวไม่ได้เพิ่มความแข็งแกร่ง แต่ช่วยให้คุณเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ของสายเคเบิล (เชือก, โซ่)

บล็อกคู่ประกอบด้วยบล็อกสองบล็อกที่มีรัศมีต่างกัน ยึดติดกันอย่างแน่นหนาและติดตั้งไว้ แกนทั่วไปรูปที่ 2. รัศมีของบล็อก r1 และ r2 นั้นแตกต่างกันและเมื่อยกของพวกมันจะทำหน้าที่เหมือนคันโยกที่มีไหล่ไม่เท่ากันและกำลังรับจะเท่ากับอัตราส่วนของความยาวของรัศมีของบล็อกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่าถึง บล็อกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่า F = Р·r1/r2

ประตู ประกอบด้วยกระบอกสูบ (ดรัม) และด้ามจับที่ติดอยู่ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวกั้น เส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่, แรงที่เพิ่มขึ้นที่ได้รับจากปลอกหุ้มถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของรัศมีของวงกลม R ที่ด้ามจับอธิบายไว้กับรัศมีของกระบอกสูบ r ที่เชือกพันอยู่ F = Р·r/R

มาดูวิธีการยกของด้วยบล็อกกันดีกว่า จากคำอธิบายการออกแบบ บล็อกทั้งหมดจะมีแกนหมุนอยู่รอบๆ หากแกนของบล็อกได้รับการแก้ไขและไม่ขึ้นหรือลงเมื่อยกของจะเรียกว่าบล็อกดังกล่าว บล็อกคงที่บล็อกเดียว, บล็อกคู่, ประตู

ยู ย้ายบล็อกเพลาจะขึ้นและลงพร้อมกับน้ำหนักบรรทุก (รูปที่ 10) และมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อลดการโค้งงอของสายเคเบิล ณ ตำแหน่งที่โหลดถูกแขวนไว้

มาทำความรู้จักกับอุปกรณ์และวิธีการยกของกันดีกว่าส่วนที่สองของกลไกการยกแบบง่าย ๆ คือสายเคเบิลเชือกหรือโซ่ สายเคเบิลทำจากลวดเหล็ก เชือกทำจากเกลียวหรือเกลียว และโซ่ประกอบด้วยข้อต่อที่เชื่อมต่อถึงกัน

วิธีการแขวนสิ่งของและเพิ่มความแข็งแรงเมื่อยกของด้วยสายเคเบิล:

ในรูป 4 โหลดได้รับการแก้ไขที่ปลายด้านหนึ่งของสายเคเบิลและหากคุณยกโหลดที่ปลายอีกด้านหนึ่งของสายเคเบิลคุณจะต้องใช้แรงที่มากกว่าน้ำหนักของโหลดเล็กน้อยเพื่อยกโหลดนี้เนื่องจากเป็นบล็อกธรรมดา การได้รับความแข็งแกร่งไม่ได้ให้ F = P

ในรูปที่ 5 ผู้ปฏิบัติงานยกของบรรทุกด้วยสายเคเบิลที่พันรอบบล็อกธรรมดาจากด้านบน ที่ปลายด้านหนึ่งของส่วนแรกของสายเคเบิลจะมีที่นั่งที่คนงานนั่งอยู่ และโดยส่วนที่สองของสายเคเบิล คนงานยกตัวเองด้วยแรงน้อยกว่าน้ำหนักของเขา 2 เท่าเนื่องจากน้ำหนักของคนงานถูกกระจายออกเป็นสองส่วนของสายเคเบิลส่วนแรก - จากที่นั่งถึงบล็อกและส่วนที่สอง - จากบล็อกถึงมือของคนงาน F = พี/2.

ในรูปที่ 6 คนงานสองคนจะยกภาระโดยใช้สายเคเบิลสองเส้น และน้ำหนักของโหลดจะกระจายเท่ากันระหว่างสายเคเบิล ดังนั้นผู้ปฏิบัติงานแต่ละคนจะยกภาระด้วยแรงครึ่งหนึ่งของน้ำหนักของโหลด F = P/ 2.

ในรูปที่ 7 คนงานกำลังยกของที่แขวนอยู่บนสองส่วนของสายเคเบิลเส้นเดียว และน้ำหนักของโหลดจะถูกกระจายเท่า ๆ กันระหว่างส่วนของสายเคเบิลนี้ (ระหว่างสายเคเบิลสองเส้น) และผู้ปฏิบัติงานแต่ละคนจะยกของหนักด้วยแรง เท่ากับครึ่งหนึ่งของน้ำหนักบรรทุก F = P/2

ในรูปที่ 8 ปลายของสายเคเบิลซึ่งคนงานคนหนึ่งกำลังยกสิ่งของนั้น ได้รับการยึดไว้บนระบบกันสะเทือนแบบอยู่กับที่ และน้ำหนักของสิ่งของก็ถูกกระจายออกเป็นสองส่วนของสายเคเบิล และเมื่อคนงานยก โหลดที่ปลายสายที่สองของสายเคเบิล แรงที่ผู้ปฏิบัติงานจะยกของหนักเป็นสองเท่าน้อยกว่าน้ำหนักของโหลด F = P/2 และการยกของจะช้ากว่า 2 เท่า

ในรูปที่ 9 โหลดจะแขวนอยู่บน 3 ส่วนของสายเคเบิลหนึ่งเส้นซึ่งปลายด้านหนึ่งได้รับการแก้ไขแล้วและแรงที่ได้รับเมื่อยกของจะเท่ากับ 3 เนื่องจากน้ำหนักของโหลดจะกระจายไปทั่วสามส่วนของ สายเคเบิล F = P/3

เพื่อกำจัดการโค้งงอและลดแรงเสียดทานจึงมีการติดตั้งบล็อกแบบง่ายในตำแหน่งที่โหลดถูกระงับและแรงที่ต้องใช้ในการยกโหลดไม่เปลี่ยนแปลงเนื่องจากบล็อกแบบธรรมดาไม่ได้ให้ความแข็งแรงเพิ่มขึ้น (รูปที่ 10 และรูปที่ 11) และตัวบล็อกนั้นจะถูกเรียก ย้ายบล็อกเนื่องจากแกนของบล็อกนี้ขึ้นและลงพร้อมกับโหลด

ตามทฤษฎีแล้วโหลดสามารถแขวนไว้บนสายเคเบิลเส้นเดียวได้ไม่จำกัดจำนวน แต่ในทางปฏิบัติพวกมันถูกจำกัดไว้ที่หกส่วนและกลไกการยกดังกล่าวเรียกว่า รอกโซ่ซึ่งประกอบไปด้วยคลิปแบบตายตัวและแบบเคลื่อนย้ายได้ด้วย บล็อกง่ายๆซึ่งพันสลับกันรอบสายเคเบิล ปลายด้านหนึ่งยึดกับคลิปยึดอยู่กับที่ และยกโหลดโดยใช้ปลายอีกด้านของสายเคเบิล ความแข็งแรงที่เพิ่มขึ้นขึ้นอยู่กับจำนวนส่วนของสายเคเบิลระหว่างกรงแบบตายตัวและแบบเคลื่อนย้ายได้ ตามกฎแล้ว มันคือ 6 ส่วนของสายเคเบิลและความแข็งแรงที่เพิ่มขึ้นคือ 6 เท่า

บทความนี้จะตรวจสอบปฏิสัมพันธ์ในชีวิตจริงระหว่างบล็อกกับสายเคเบิลเมื่อยกสิ่งของ แนวปฏิบัติที่มีอยู่ในการพิจารณาว่า "บล็อกคงที่ไม่ได้ให้ความแข็งแรงเพิ่มขึ้น แต่บล็อกที่เคลื่อนย้ายได้ให้แรงเพิ่มขึ้น 2 เท่า" ตีความการทำงานร่วมกันของสายเคเบิลและบล็อกในกลไกการยกอย่างผิดพลาดและไม่ได้สะท้อนถึง ความหลากหลายทั้งหมดของการออกแบบบล็อกซึ่งนำไปสู่การพัฒนาแนวคิดที่ผิดพลาดด้านเดียวเกี่ยวกับบล็อก เมื่อเปรียบเทียบกับปริมาณวัสดุที่มีอยู่สำหรับการศึกษากลไกการบล็อกอย่างง่าย ปริมาณของบทความเพิ่มขึ้น 2 เท่า แต่ทำให้สามารถอธิบายกระบวนการที่เกิดขึ้นในกลไกการยกอย่างง่ายได้อย่างชัดเจนและชาญฉลาดไม่เพียง แต่สำหรับนักเรียนเท่านั้น แต่ยังรวมถึง ถึงครู

วรรณกรรม:

1. Pyryshkin, A.V. ฟิสิกส์, ชั้นประถมศึกษาปีที่ 7: หนังสือเรียน / A.V. Pyryshkin - ฉบับที่ 3, เพิ่มเติม - M.: Bustard, 2014, - 224 p.,: ป่วย ไอ 978–5-358–14436–1 § 61. การใช้กฎสมดุลของคานกับบล็อก หน้า 181–183
2. Gendenstein, L.E. ฟิสิกส์. ชั้นประถมศึกษาปีที่ 7 ใน 2 ชั่วโมง ตอนที่ 1 หนังสือเรียนสำหรับสถาบันการศึกษา / L. E. Gendenshten, A. B. Kaidalov, V. B. Kozhevnikov; แก้ไขโดย V. A. Orlova, I. I. Roizen - ฉบับที่ 2 แก้ไขใหม่ - อ.: Mnemosyne, 2010.-254 หน้า: ป่วย. ไอ 978–5-346–01453–9 § 24. กลไกง่ายๆ หน้า 188–196
3. หนังสือเรียนฟิสิกส์เบื้องต้น เรียบเรียงโดยนักวิชาการ G. S. Landsberg เล่มที่ 1 กลศาสตร์ ความร้อน. ฟิสิกส์โมเลกุล - ฉบับที่ 10 - อ.: Nauka, 1985. § 84. เครื่องจักรอย่างง่าย, หน้า 168–175.
4. Gromov, S.V. ฟิสิกส์: หนังสือเรียน. สำหรับชั้นประถมศึกษาปีที่ 7 การศึกษาทั่วไป สถาบัน / S. V. Gromov, N. A. Rodina - ฉบับที่ 3 - อ.: การศึกษา, 2544.-158 หน้า: ป่วย. ไอเอสบีเอ็น-5–09–010349–6 §22 บล็อค หน้า 55 -57

คำสำคัญ: บล็อก, บล็อกคู่, บล็อกคงที่, บล็อกเคลื่อนย้ายได้, บล็อกรอก.

คำอธิบายประกอบ: หนังสือเรียนฟิสิกส์สำหรับชั้นประถมศึกษาปีที่ 7 เมื่อศึกษากลไกบล็อกอย่างง่าย ให้ตีความการรับแรงเมื่อยกของโดยใช้กลไกนี้ในรูปแบบต่างๆ เช่น: ในหนังสือเรียนของ A. V. Peryshkin การรับแรงทำได้โดยใช้วงล้อของ บล็อกซึ่งแรงของคันโยกกระทำ และในตำราเรียนของ Gendenstein L.E. อัตราขยายแบบเดียวกันนี้ได้มาโดยใช้สายเคเบิล ซึ่งถูกกระทำโดยแรงดึงของสายเคเบิล หนังสือเรียนต่าง ๆ วัตถุต่าง ๆ และแรงต่าง ๆ - เพื่อรับความแข็งแกร่งเมื่อยกของหนัก ดังนั้นวัตถุประสงค์ของบทความนี้คือเพื่อค้นหาวัตถุและแรงด้วยความช่วยเหลือซึ่งจะได้รับความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้นเมื่อยกของหนักด้วยกลไกบล็อกแบบง่าย

รายงานการมอบหมายงานวิจัย

“ศึกษาระบบบล็อคที่ให้ค่าความแรงเพิ่มขึ้น 2, 3, 4 เท่า”

นักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 7

มัธยมหมายเลข 76 ยาโรสลาฟล์

ธีมงาน: ศึกษาระบบบล็อกที่ให้กำลังเพิ่มขึ้น 2, 3, 4 เท่า

เป้าหมายของงาน: ใช้ระบบบล็อกรับความแรงเพิ่มขึ้น 2, 3, 4 เท่า

อุปกรณ์: บล็อกแบบเคลื่อนย้ายได้และแบบอยู่กับที่ ขาตั้ง ขาพร้อมข้อต่อ ตุ้มน้ำหนัก เชือก

แผนการทำงาน:

ศึกษาเนื้อหาทางทฤษฎีในหัวข้อ “กลไกง่ายๆ บล็อก";

รวบรวมและอธิบายการติดตั้ง - ระบบบล็อกที่ให้ความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้น 2, 3, 4 เท่า

การวิเคราะห์ผลการทดลอง

บทสรุป

"เล็กน้อยเกี่ยวกับบล็อก"

ใน เทคโนโลยีที่ทันสมัยกลไกการยกมีการใช้กันอย่างแพร่หลายและขาดไม่ได้ ส่วนประกอบซึ่งเรียกได้ว่าเป็นกลไกง่ายๆ ในบรรดาสิ่งประดิษฐ์ที่เก่าแก่ที่สุดของมนุษยชาติ - บล็อก นักวิทยาศาสตร์ชาวกรีกโบราณ อาร์คิมีดีสทำให้งานของมนุษย์ง่ายขึ้นโดยเพิ่มความแข็งแกร่งให้กับเขาเมื่อใช้สิ่งประดิษฐ์ของเขา และสอนให้เขาเปลี่ยนทิศทางของแรง

บล็อกคือล้อที่มีร่องรอบเส้นรอบวงสำหรับเชือกหรือโซ่ซึ่งมีแกนติดอยู่กับผนังอย่างแน่นหนาหรือ คานเพดาน. อุปกรณ์ยกมักจะไม่ใช้บล็อกเดียว แต่มีหลายบล็อก ระบบบล็อกและสายเคเบิลที่ออกแบบมาเพื่อเพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนักเรียกว่ารอกโซ่

ในบทเรียนฟิสิกส์ เราศึกษาบล็อกที่เคลื่อนที่ได้และบล็อกที่อยู่นิ่ง การใช้บล็อกตายตัว คุณสามารถเปลี่ยนทิศทางของแรงได้ และบล็อกแบบเคลื่อนย้ายได้ - การลดลงจะทำให้มีความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้น 2 เท่าบล็อกคงที่อาร์คิมิดีสถือว่ามันเป็นคันโยกที่มีอาวุธเท่าเทียมกัน โมเมนต์แรงที่กระทำต่อด้านหนึ่งของบล็อกที่อยู่นิ่งเท่ากับโมเมนต์แรงที่กระทำต่ออีกด้านหนึ่งของบล็อก พลังที่สร้างช่วงเวลาเหล่านี้ก็เช่นกัน และอาร์คิมิดีสก็หยิบบล็อกที่เคลื่อนที่ได้เพื่อใช้คันโยกที่มีอาวุธไม่เท่ากัน โมเมนต์ของแรงกระทำซึ่งสัมพันธ์กับจุดศูนย์กลางการหมุน ซึ่งในสภาวะสมดุลจะต้องเท่ากัน

บล็อกภาพวาด:

2. การติดตั้งการติดตั้ง - ระบบบล็อกที่ให้ความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้น 2, 3 และ 4 เท่า

ในงานของเราเราใช้ภาระซึ่งมีน้ำหนัก 4 N (รูปที่ 3)

ข้าว. 3

ทีมงานของเราได้ประกอบการติดตั้งต่อไปนี้โดยใช้บล็อกแบบเคลื่อนย้ายได้และแบบอยู่กับที่:

ระบบบล็อกที่ให้ความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้น 2 เท่า (รูปที่ 4 และรูปที่ 5)

ระบบรอกนี้ใช้รอกแบบเคลื่อนย้ายได้และรอกแบบตายตัว การรวมกันนี้เพิ่มความแข็งแกร่งเป็นสองเท่า ดังนั้นจึงต้องออกแรงเท่ากับครึ่งหนึ่งของน้ำหนักบรรทุกที่จุด A

รูปที่ 4

รูปที่ 5

ภาพถ่าย (รูปที่ 5) แสดงให้เห็นว่าการติดตั้งนี้ให้แรงเพิ่มขึ้น 2 เท่า ไดนาโมมิเตอร์แสดงแรงประมาณเท่ากับ 2 N มีเชือกสองเส้นที่มาจากโหลด เราไม่คำนึงถึงน้ำหนักของบล็อก

ระบบบล็อกที่ให้ความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้น 3 เท่า . รูปที่ 6 และรูปที่ 7

ระบบรอกนี้ใช้รอกแบบเคลื่อนย้ายได้และแบบตายตัวสองตัว การรวมกันนี้ให้ความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้นสามเท่า หลักการทำงานของการติดตั้งของเราที่มีหลายหลาก 3 (ได้รับความแข็งแกร่ง 3 เท่า) มีลักษณะดังแสดงในรูป ปลายเชือกติดอยู่กับแท่น จากนั้นเชือกก็ถูกโยนข้ามบล็อกที่อยู่กับที่ อีกครั้งหนึ่ง - ผ่านบล็อกเคลื่อนที่ที่ยึดแท่นพร้อมน้ำหนักบรรทุก จากนั้นเราก็ดึงเชือกผ่านบล็อกคงที่อีกบล็อกหนึ่ง กลไกประเภทนี้ให้ความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้น 3 เท่า นี่เป็นตัวเลือกที่แปลก เราใช้ กฎง่ายๆ: เชือกได้กี่เส้นจากการบรรทุก นั่นคือความแข็งแกร่งของเรา ตามความยาวของเชือกเราจะสูญเสียหลายเท่าของความแข็งแกร่งที่เพิ่มขึ้น

รูปที่ 6

รูปที่ 7

รูปที่ 8

ภาพถ่าย (รูปที่ 8) แสดงให้เห็นว่าไดนาโมมิเตอร์แสดงแรงประมาณ 1.5 นิวตัน ข้อผิดพลาดจะพิจารณาจากน้ำหนักของบล็อกและแท่นที่กำลังเคลื่อนที่ มีเชือกสามเส้นมาจากโหลด

ระบบบล็อกที่ให้ความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้น 4 เท่า .

ระบบรอกนี้ใช้รอกแบบเคลื่อนย้ายได้สองตัวและรอกแบบตายตัวสองตัว การรวมกันนี้ให้ความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้นสี่เท่า (รูปที่ 9 และรูปที่ 10)

ข้าว. 9

รูปที่ 10

ภาพถ่าย (รูปที่ 10) แสดงให้เห็นว่าการติดตั้งนี้ให้แรงเพิ่มขึ้น 4 เท่า ไดนาโมมิเตอร์แสดงแรงประมาณเท่ากับ 1 N มีเชือกสี่เส้นที่มาจากโหลด

บทสรุป:

ระบบรอกแบบเคลื่อนย้ายได้และแบบตายตัวซึ่งประกอบด้วยเชือกและรอกช่วยให้คุณได้รับความแข็งแกร่งอย่างมีประสิทธิภาพในขณะที่สูญเสียความยาว เราใช้กฎง่ายๆ - กฎทองของกลศาสตร์: มีเชือกกี่เชือกที่มาจากน้ำหนักบรรทุก นั่นคือความแข็งแกร่งของเรา ตามความยาวของเชือกเราจะสูญเสียหลายเท่าของความแข็งแกร่งที่เพิ่มขึ้น ด้วยกฎทองแห่งกลไกนี้ คุณสามารถยกของหนักได้โดยไม่ต้องใช้ความพยายามมากนัก

เมื่อรู้กฎนี้คุณสามารถสร้างระบบบล็อก - รอกโซ่ซึ่งช่วยให้คุณได้รับความแข็งแกร่ง ปริมาณที่ nครั้งหนึ่ง. ดังนั้นบล็อกและระบบบล็อกจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่างๆของชีวิตของเรา ปบล็อกที่เคลื่อนที่และคงที่นั้นใช้กันอย่างแพร่หลายในกลไกการส่งกำลังของรถยนต์ นอกจากนี้ผู้สร้างยังใช้บล็อกเพื่อยกของขนาดใหญ่และเล็ก (เช่นเมื่อซ่อมแซม ภายนอกอาคารอาคารต่างๆ คนงานก่อสร้างมักจะทำงานในเปลที่สามารถเคลื่อนย้ายระหว่างชั้นได้ เมื่อทำงานบนพื้นเสร็จแล้ว ผู้ปฏิบัติงานสามารถเคลื่อนย้ายเปลไปที่พื้นด้านบนได้อย่างรวดเร็วโดยใช้เพียงอย่างเดียว ความแข็งแกร่งของตัวเอง). บล็อกดังกล่าวแพร่หลายมากเนื่องจากความง่ายในการประกอบและความสะดวกในการใช้งาน

บล็อกประกอบด้วยล้อ (ลูกกลิ้ง) หนึ่งล้อขึ้นไปที่ล้อมรอบด้วยโซ่ เข็มขัด หรือสายเคเบิล เช่นเดียวกับคันโยก รอกจะลดแรงที่ต้องใช้ในการยกของหนัก แต่ก็สามารถเปลี่ยนทิศทางของแรงที่ใช้ได้เช่นกัน

ความแข็งแกร่งที่เพิ่มขึ้นนั้นมาพร้อมกับต้นทุนของระยะทาง: ยิ่งใช้ความพยายามน้อยลงในการยกของหนักเท่าไร ระยะทางที่จุดที่ใช้ความพยายามนี้จะต้องเดินทางก็จะยิ่งนานขึ้นเท่านั้น ระบบรอกช่วยเพิ่มความแข็งแรงโดยใช้โซ่รับน้ำหนักมากขึ้น อุปกรณ์ประหยัดพลังงานดังกล่าวมีมาก หลากหลายการใช้งาน - ตั้งแต่การเคลื่อนย้ายไปจนถึงความสูงของคานเหล็กขนาดใหญ่ไปจนถึง สถานที่ก่อสร้างก่อนที่ธงจะถูกชักออก

เช่นเดียวกับกลไกง่ายๆ อื่น ๆ ผู้ประดิษฐ์บล็อกไม่เป็นที่รู้จัก แม้ว่าบล็อกอาจมีอยู่มาก่อน แต่การกล่าวถึงครั้งแรกในวรรณคดีมีขึ้นตั้งแต่ศตวรรษที่ 5 ก่อนคริสต์ศักราช และเกี่ยวข้องกับการใช้บล็อกโดยชาวกรีกโบราณบนเรือและในโรงละคร

ระบบบล็อกแบบเคลื่อนย้ายได้ติดตั้งบนรางแขวน (ภาพด้านบน)ใช้กันอย่างแพร่หลายในสายการประกอบเนื่องจากอำนวยความสะดวกในการเคลื่อนย้ายชิ้นส่วนที่มีน้ำหนักมาก แรงที่ใช้ (F) เท่ากับน้ำหนักของโหลด (W) หารด้วยจำนวนโซ่ที่ใช้รองรับ (n)

บล็อกคงที่เดี่ยว

นี้ ประเภทที่ง่ายที่สุดบล็อกไม่ได้ลดแรงที่ต้องใช้ในการยกของหนัก แต่จะเปลี่ยนทิศทางของแรงที่ใช้ ดังแสดงในรูปด้านบนและที่มุมขวาบน บล็อกคงที่ที่ด้านบนของเสาธงทำให้ง่ายต่อการยกธงโดยปล่อยให้เชือกที่ติดธงดึงลงมา

บล็อกเคลื่อนที่เดี่ยว

รอกเดี่ยวซึ่งสามารถเคลื่อนย้ายได้จะช่วยลดแรงที่ต้องใช้ในการยกน้ำหนักลงครึ่งหนึ่ง อย่างไรก็ตาม การลดแรงที่ใช้ลงครึ่งหนึ่งหมายความว่าจุดที่ใช้ต้องเคลื่อนที่ได้ไกลเป็นสองเท่า ในกรณีนี้ แรงจะเท่ากับครึ่งหนึ่งของน้ำหนัก (F=1/2W)

ระบบบล็อก

เมื่อใช้บล็อกแบบอยู่กับที่และแบบเคลื่อนย้ายได้ร่วมกัน แรงที่ใช้จะเป็นค่าทวีคูณของ จำนวนทั้งหมดโซ่รับน้ำหนัก ในกรณีนี้ แรงจะเท่ากับครึ่งหนึ่งของน้ำหนัก (F=1/2W)

สินค้าแขวนในแนวตั้งผ่านบล็อกทำให้สามารถดึงสายไฟฟ้าแนวนอนได้ตึง

ลิฟท์ที่ถูกระงับ(ภาพด้านบน) ประกอบด้วยโซ่พันรอบบล็อกที่เคลื่อนย้ายได้หนึ่งบล็อกและบล็อกคงที่สองบล็อก การยกสิ่งของต้องใช้แรงเพียงครึ่งหนึ่งของน้ำหนักเท่านั้น

รอกรอกที่ใช้กันทั่วไปในเครนขนาดใหญ่ (ภาพด้านขวา) ประกอบด้วยชุดบล็อกเคลื่อนที่ซึ่งใช้แขวนน้ำหนักบรรทุก และชุดบล็อกนิ่งที่ติดอยู่กับบูมของเครน ได้รับความเข้มแข็งจากสิ่งนั้น ปริมาณมากบล็อกเครนสามารถยกของหนักได้มาก เช่น คานเหล็ก ในกรณีนี้ แรง (F) เท่ากับผลหารของน้ำหนักของโหลด (W) หารด้วยจำนวนสายเคเบิลรองรับ (n)

คำว่า “บล็อก” หมายความว่า อุปกรณ์ทางกลบางชนิดซึ่งเป็นลูกกลิ้งที่ติดตั้งอยู่บนแกนตั้งฉากลูกกลิ้งนี้สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระหรือในทางกลับกันจะยึดอย่างแน่นหนา มาทำให้คำจำกัดความง่ายขึ้น - หากแกนการหมุนของลูกกลิ้งเคลื่อนที่ในอวกาศ บล็อกก็จะเคลื่อนที่ได้ ลูกกลิ้งมีร่องสำหรับสอดเชือกหรือสายเคเบิลเข้าไป ภาพด้านล่างแสดงให้เห็น รูปร่างปิดกั้น.

หากลูกกลิ้งได้รับการแก้ไขบนเพดาน แสดงว่าลูกกลิ้งอยู่นิ่ง หากลูกกลิ้งเคลื่อนที่ตามภาระ จะเป็นบล็อกเคลื่อนที่ ใน ในความหมายทั่วไปข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือสิ่งนี้

จุดประสงค์ของการใช้บล็อกเคลื่อนที่คือเพื่อเพิ่มความแข็งแกร่งเมื่อยกหรือเคลื่อนย้ายสิ่งของและร่างกาย บล็อกแบบตายตัวไม่ได้ให้ประโยชน์ใดๆ แต่มักจะทำให้การเคลื่อนไหวของร่างกายง่ายขึ้นอย่างมาก และใช้ในระบบร่วมกับบล็อกแบบเคลื่อนย้ายได้

การใช้บล็อกแบบเคลื่อนย้ายได้และแบบคงที่

ระบบบล็อกพบได้ทุกที่ ซึ่งรวมถึงรถเครนและ อุปกรณ์ต่างๆสำหรับการขนย้ายสิ่งของในโรงรถ และแม้แต่สายพานขับในรถยนต์สมัยใหม่ บ่อยครั้งที่มีการใช้บล็อกแม้จะไม่มีความเข้าใจที่ชัดเจนว่านี่เป็นกลไกเดียวกัน

แน่นอน ที่ไซต์ก่อสร้าง คุณคงเจอล้อแบบเคลื่อนย้ายได้ติดอยู่ที่ชั้นบนของบ้านที่กำลังก่อสร้าง เชือกหรือโซ่ถูกโยนลงบนล้อดังกล่าวและคนงานยึดถังไว้ที่ชั้นหนึ่งแล้วยกขึ้นไปที่ชั้นบนแล้วเคลื่อนย้ายเชือก นี่เป็นตัวอย่างง่ายๆ ของการใช้บล็อกคงที่ หากคุณเพิ่มล้ออีกอันลงในที่ฝากข้อมูล คุณจะได้ระบบบล็อก - เคลื่อนย้ายได้และอยู่กับที่

อีกตัวอย่างที่หายากของการใช้บล็อกคงที่ เมื่อมีคนดึงรถออกจากโคลนโดยใช้เชือกลากพันรอบลำต้นของต้นไม้ การทำเช่นนี้เพื่อความสะดวกยิ่งขึ้น เนื่องจากกว้านลากจูงจะจับที่ปลายสายเล็กที่พันรอบกระบอกได้อย่างง่ายดาย ไม่ได้รับจากบล็อกดังกล่าวและเนื่องจากต้นไม้ไม่หมุนรอบแกนของมัน แรงต้านทานจึงเพิ่มภาระ

มีตัวอย่างมากมายของการใช้กลไกง่ายๆ เหล่านี้รอบตัวเรา

อุปกรณ์ที่มีชื่อเสียงที่สุดที่ทำงานบนหลักการของบล็อกคือรอกโซ่ มันถูกใช้อย่างแข็งขันใน กลไกการยก. ระบบบล็อกลดความแรงและ งานทั่วไปลดลง 4-8 เท่า

แก้ไขปัญหาการเคลื่อนย้ายและบล็อกคงที่

ในโจทย์ฟิสิกส์ มักจำเป็นต้องพิจารณาว่าจะได้ความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้นเท่าใดจากการใช้บล็อก นักศึกษาได้รับการเสนอ วงจรที่ซับซ้อนซึ่งมีการเชื่อมต่อบล็อกหลายประเภทเข้าด้วยกันเป็นแถว

กุญแจสำคัญในการแก้ปัญหางานดังกล่าวขึ้นอยู่กับความสามารถในการเข้าใจปฏิสัมพันธ์ของอุปกรณ์เหล่านี้ แต่ละบล็อกจะถูกคำนวณแยกกันและเพิ่มเข้าไป สูตรทั่วไป. สูตรการคำนวณโดยรวบรวมปัญหาทั้งหมดตามแผนภาพที่นักเรียนวาดขณะอ่านเงื่อนไข

สำหรับ ความเข้าใจที่ดีขึ้นสำหรับงานดังกล่าวก็ควรจำไว้ว่า บล็อกเป็นคันโยกชนิดหนึ่ง. ความแรงที่ได้รับทำให้สูญเสียระยะทาง (ในกรณีของบล็อกที่กำลังเคลื่อนที่)

สูตรการคำนวณนั้นง่ายมาก

สำหรับบล็อกคงที่ F=fmg โดยที่ F คือแรง f คือสัมประสิทธิ์ความต้านทานของบล็อก m คือมวลของโหลด g คือค่าคงที่โน้มถ่วง กล่าวอีกนัยหนึ่ง F คือแรงที่ต้องใช้เพื่อยก เช่น กล่องขึ้นจากพื้นโดยใช้บล็อกที่อยู่กับที่ อย่างที่คุณเห็น ความสัมพันธ์เป็นแบบตรงและไม่มีค่าสัมประสิทธิ์

สำหรับการเคลื่อนย้ายบล็อกเรามีอำนาจเพิ่มขึ้นสองเท่า สูตรคำนวณF=0.5fmg โดยที่ การกำหนดตัวอักษรคล้ายกับสูตรด้านบน ดังนั้นเมื่อใช้บล็อกแบบเคลื่อนย้ายได้ กล่องที่มีมวล m จะถูกยกขึ้นด้วยบล็อกได้ง่ายเป็นสองเท่ามากกว่าการใช้หลังของคุณเองเท่านั้น

โปรดทราบว่า ค่าสัมประสิทธิ์การลาก- นี่คือความต้านทานที่เกิดขึ้นในบล็อกเมื่อเชือกเคลื่อนที่ไปตามนั้น โดยปกติแล้วค่าเหล่านี้จะระบุไว้ในคำชี้แจงปัญหาหรือเป็นค่าแบบตาราง บางครั้งในปัญหาของโรงเรียน ค่าสัมประสิทธิ์เหล่านี้จะถูกละเว้นโดยสิ้นเชิงและไม่ได้นำมาพิจารณา

นอกจากนี้เราจะต้องไม่ลืมสิ่งนั้น หากใช้แรงทำมุม คุณจะต้องใช้วิธีการมาตรฐานในการคำนวณรูปสามเหลี่ยมของแรง. หากปัญหาบอกว่ามีคนดึงน้ำหนักบนเชือกที่ทำมุม 30 องศากับขอบฟ้าก็ควรนำมาพิจารณาและระบุไว้ในแผนภาพการคำนวณอย่างแน่นอน