Механика Блок

Блок, в механике, представляет собой колесо с жёлобом по окружности, вращающееся вокруг своей оси, жёлоб предназначен для гибкой тяги (каната, цепи, ремня). Блоки бывают одношки́вными, двушки́вными.

Блоки делятся на:

• неподвижные;
• подвижные;
• комбинированные (полиспаст).

Неподвижный блок — ось блока в обоймах, закреплённых на балке или стене, меняет направление.

Условие равновесия блока:

${\displaystyle F=fmg}$ 

где

${\displaystyle F}$  — прилагаемое внешнее усилие,
${\displaystyle m}$  — масса груза,
${\displaystyle g}$  — ускорение свободного падения,
${\displaystyle f}$  — коэффициент сопротивления в блоке: для цепей ~1.05, для верёвок ~1.1.

При отсутствии трения для подъёма нужна сила, равная весу груза.

 

 

Подвижный блок — ось блока в обоймах, к которым прикрепляется груз, и блок вместе с ними, который не закреплён неподвижно. Такой блок позволяет прилагать меньшую силу для подъёма, чем вес груза.

В случае, когда концы верёвки, обхватывающей блок, составляют с горизонтом равные между собой углы, то прилагаемая для подъема сила F будет вдвое меньше его веса, то есть вес груза распределяется по двум частям охватывающей блок верёвки:

${\displaystyle F={1 \over {2}}mg}$ 

При этом груз пройдёт расстояние вдвое меньшее пройденного точкой приложения силы F, и, соответственно, выигрыш в силе подвижного блока равен 2.

Например, с двумя двухканавочными блоками можно получить почти четырёхкратное преимущество в подъёмной силе.

Фактически, любой блок представляет собой рычаг, в случае неподвижного блока — равноплечий, в случае одного подвижного — с соотношением плеч 1 к 2.

Как и для всякого другого рычага, для блока справедливо правило:

во сколько раз выигрываем в усилии, во столько же раз проигрываем в расстоянии.

Иными словами, работа, совершаемая при перемещении груза на какое-либо расстояние без использования блока, равна работе, затрачиваемой при таком же перемещении груза с применением блока при условии отсутствия трения (в реальном блоке всегда присутствуют некоторые потери).

Полиспаст — система из нескольких подвижных и неподвижных блоков (обычно попарно). Простейшая такая система изображена на рисунке и даёт выигрыш силы в ~2 раза при любом направлении приложения усилия.

В отличие от шкива, блок вращается на оси свободно и не передаёт усилия с оси на ремень или с ремня на ось.

• Ворот