Физика › 7 класс › Работа и мощность. Энергия

Тема 47Блоки

★★★

Термины темы — найди их в тексте:Неподвижный блокПодвижный блокБлокнеподвижныеподвижныеравноплечий рычагменяет её направление2 разаполиспасты

Блок — колесо с жёлобом, через который перекинута верёвка. Это разновидность рычага. Блоки бывают неподвижные и подвижные.

Неподвижный блок

Определение

Неподвижный блок — блок, ось которого закреплена и при подъёме груза не перемещается.

Неподвижный блок: тянем вниз — груз идёт вверх Иллюстрация: light-fizika.ru

Неподвижный блок — равноплечий рычаг: плечи обеих сил равны радиусу блока. Поэтому силы равны.

Плечи сил у неподвижного блока одинаковы — OA = OB Иллюстрация: light-fizika.ru

Неподвижный блок

Не даёт выигрыша в силе, а только меняет её направление: $F=P$ .

Подвижный блок

Определение

Подвижный блок — блок, ось которого поднимается и опускается вместе с грузом.

Подвижный блок поворачивается вокруг точки A, где верёвка касается блока. Плечо веса груза — радиус, а плечо силы натяжения — два радиуса (диаметр).

Подвижный блок

Даёт выигрыш в силе в 2 раза:

F=\frac{P}{2}

Но верёвку приходится вытягивать вдвое больше, чем поднимается груз.

Системы блоков

На практике подвижный блок сочетают с неподвижным: подвижный даёт выигрыш в силе, неподвижный позволяет тянуть вниз. Системы из многих блоков — полиспасты — дают выигрыш в несколько раз и стоят на подъёмных кранах.

Подвижный и неподвижный блоки вместе. Система из нескольких блоков Иллюстрация: light-fizika.ru

Образ для запоминания

Неподвижный блок — «разворот»: сила та же, только тянешь вниз. Подвижный — «пополам»: держат две верёвки, каждая — половину веса.

⚗ Мини-опыт

Поднимайте груз неподвижным блоком, подвижным и их сочетанием. С какой силой приходится тянуть? Сколько верёвки вытянули за подъём на 1 м?

? Проверь себя

Ответь, не подглядывая в конспект: вспоминать — лучший способ запомнить.

1Что даёт неподвижный блок?

Плечи сил равны.

2Груз весом 200 Н поднимают подвижным блоком. С какой силой тянут верёвку?

Выигрыш в силе — в 2 раза.

3Груз подвижным блоком подняли на 3 м. Сколько верёвки вытянули?

Выигрыш в силе — проигрыш в расстоянии.

✎ Задачи

А Уровень А по образцу: одна формула, один шаг

Чем подвижный блок отличается от неподвижного?
Ответ
Ось подвижного блока перемещается вместе с грузом, а неподвижного — закреплена.
Как получилось?
Зачем нужен неподвижный блок, если он не даёт выигрыша в силе?
Ответ
Он меняет направление силы — тянуть вниз удобнее, чем поднимать вверх.
Как получилось?
С помощью подвижного блока поднимают груз массой 40 кг. Какая нужна сила ( $g=10$ Н/кг)?
Ответ
$F=\dfrac{400}{2}=200$ Н.
Как получилось?
Почему неподвижный блок называют равноплечим рычагом?
Ответ
Плечи обеих сил равны радиусу блока.
Как получилось?
Что такое полиспаст?
Ответ
Система из нескольких подвижных и неподвижных блоков.
Как получилось?

Б Уровень Б сам: несколько шагов, перевод единиц

Рабочий поднимает подвижным блоком груз весом 900 Н, прикладывая силу 500 Н. Почему не 450 Н?
Ответ
Приходится поднимать ещё и сам блок, и преодолевать трение.
Как получилось?
Груз массой 60 кг поднимают системой из подвижного и неподвижного блоков. Какую силу надо приложить? В какую сторону тянуть?
Ответ
$F=\dfrac{600}{2}=300$ Н, тянуть вниз (через неподвижный блок).
Как получилось?
Какой груз можно поднять подвижным блоком, прикладывая силу 150 Н?
Ответ
Весом $2\cdot150=300$ Н (массой 30 кг).
Как получилось?

↻ Закрепи

Карточки терминов

Нажми на карточку — она перевернётся. «Знаю» — карточка вернётся на повторение позже (через сутки, неделю, месяц), «Повторить» — скоро снова.

Неподвижный блок

Выигрыша в силе нет; меняет направление силы.

Подвижный блок

Выигрыш в силе в 2 раза:

F=P/2

; верёвки — вдвое больше.

Экспресс-карта

Возьми лист и за 3 минуты нарисуй по памяти карту темы: в центре — тема, ветви — главные идеи, на ветвях — термины. Потом сравни.