Блок (механіка)

Схема чотирьох систем із блоків

Блок на кораблі

Схеми блоків

Блок (рос. блок, англ. block; unit; нім. Block)

• конструктивно та схемно закінчена частина пристрою, що виконує самостійні (окремі) функції та являє собою сукупність вузлів або групи елементів та деталей.
• вузол машини з кількох однакових частин.

Блок

Блок - простий механічний пристрій, що дозволяє регулювати силу, вісь якого закріплена при підйомі вантажів, не піднімається і не опускається. Являє собою колесо з жолобом по колу, що обертається навколо своєї осі. Жолоб призначений для каната, ланцюга, ременя і т. п. Вісь блоку міститься в обіймах, прикріплених на балці або стіні, такий блок називається нерухомим, коли ж до цих обойма прикріплюється вантаж, і блок разом з ними може рухатися, то такий блок називається рухомим.

Нерухомий блок вживається для підйому невеликих вантажів або для зміни напрямку сили.

Умова рівноваги блоку:

$~F=fmg$, де

F - додаваєме зовнішнє зусилля, m - маса вантажу, g - прискорення вільного падіння, f - коефіцієнт опору в блоці (для ланцюгів приблизно 1.05, а для мотузок - 1.1). При відсутності тертя для підйому потрібна сила, рівна вазі вантажу($~F=mg$).

Рухомий блок має вільну вісь і призначений для зміни величини прикладених зусиль. Якщо кінці мотузки, охоплюючий блок, складають з горизонтом рівні між собою кути, то діюча на вантаж сила належить до його ваги, як радіус блоку до хорди дуги, обхопленної канатом; звідси, якщо мотузки паралельні (тобто коли дуга, охоплює мотузкою, дорівнює напівокружності), то для підйому вантажу сили буде потрібно вдвічі менше, ніж вагу вантажу, тобто:

$~F={1 \over {2}}fmg$

При цьому вантаж пройде відстань, удвічі меншу пройденого точкою прикладання сили F, відповідно, виграш у силі рухомого блоку дорівнює 2.

Фактично, будь-який блок являє собою важіль, у випадку нерухомого блоку - рівноплечий, у разі рухомого - з співвідношенням плечей 1 до 2. Як і для будь-якого іншого важеля, для блоку справедливо правило: У скільки разів виграємо в зусиллі, в стільки ж разів програємо у далечині. Іншими словами, що здійснюються під час переміщення вантажу на яке-небудь відстань без використання блоку робота дорівнює роботі, затрачуваної під час переміщення вантажу на те ж саме відстань із застосуванням блоку за умови відсутності тертя. У реальному блоці завжди присутні деякі втрати.

Також використовується система, що складається з комбінації декількох рухомих і нерухомих блоків. Така система називається Поліспаст. Найпростіша така система зображена на малюнку і дає виграш у силі в 2 рази.

На відміну від шківа, блок обертається на осі вільно і забезпечує виключно зміна напрямку руху ременя або каната, не передаючи зусилля з осі на ремінь або з ременя на вісь.

$~F={1 \over {2}}mg$ при f=0.

Див. також

• Гакоблок
• Блок (техніка)
• Поліспаст

Приклади

1. Простий (рухомий або нерухомий) механізм для піднімання важких предметів, що має форму колеса (на осі) з жолобком по околу, через яке перекинуто ланцюг, трос чи канат.

Література

• Мала гірнича енциклопедія. В 3-х т. / За ред. В. С. Білецького. — Донецьк: Донбас, 2004. — ISBN 966-7804-14-3.