Блок (механика)

Виды блоков.

Блок — простое механическое устройство (приспособление), позволяющее регулировать силу.

Блок, в механике, представляет собой колесо с жёлобом по окружности, вращающееся вокруг своей оси: жёлоб предназначен для гибкой тяги (каната, цепи, ремня и тому подобное). Блоки бывают одношки́вные, двушки́вные и прочие.

Блоки делятся на:

• неподвижным;
• подвижным;
• комбинированный (полиспаст).

Неподвижный блок

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

Условие равновесия блока:

[math]\displaystyle{ F=fmg }[/math]

где

[math]\displaystyle{ F }[/math] — прилагаемое внешнее усилие,

[math]\displaystyle{ m }[/math] — масса груза,

[math]\displaystyle{ g }[/math] — ускорение свободного падения,

[math]\displaystyle{ f }[/math] — коэффициент сопротивления в блоке: для цепей ~1.05, для верёвок ~1.1.

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

Подвижный блок

Подвижный блок — ось блока в обоймах, к которым прикрепляется груз, и блок вместе с ними, который не закреплен неподвижно. Такой блок позволяет прилагать меньшую силу для подъема, 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:

[math]\displaystyle{ F={1 \over {2}}mg }[/math]

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 четырехкратное преимущество в подъемной силе (см. рисунок ниже).

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

Блок и ворот

отсутствия трения (в реальном блоке всегда присутствуют некоторые потери).

Комбинированный блок

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.

См. также

• Ворот

Ссылки

• Блок, машина // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
• Блок, в морском деле и судостроении // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
• Энциклопедия туриста