Блок являє собою пристрій, який складається з колеса з жолобом, за яким пропускають, трос, мотузку або ланцюг, а також прикріпленою до осі колеса обойми з гаком. Блок може бути нерухомим і рухомим. У нерухомого блоку вісь закріплена, і вона не рухається при підйомі або опусканні вантажу.
Малюнок 1. Нерухомий блок
Нерухомий блок допомагає змінити напрямок дії сили. Перекинувши через такий блок, підвішений вгорі, мотузку, ми можемо, піднімати вантаж вгору, самі при цьому перебуваючи внизу.
Малюнок 2. Застосування нерухомого блоку для підйому вантажів
Однак виграшу в силі застосування нерухомого блоку нам не дає. Ми можемо уявити блок у вигляді важеля. обертається навколо нерухомої опори - осі блоку. Тоді радіус блоку дорівнюватиме плечах, прикладених з двох сторін сил, - сили тяги нашої мотузки з вантажем з одного боку і сили тяжіння вантажу з іншого. Плечі будуть рівні, відповідно, виграшу в силі немає.
Малюнок 3. Статичний блок як рівноплечого важіль
На практиці нерухомі блоки використовують в системах, що поєднують їх з іншими блоками. або важелями. Наприклад, подвійний блок з двох нерухомих блоків різного діаметра, насаджених на загальну вісь, дозволяє не тільки змінити напрямок прикладання сили, а й забезпечити виграш в силі або швидкості.
Малюнок 4. Подвійний блок і його схема
Воріт, застосовуваний в колодязях для підйому води, або кабестан, за допомогою якого раніше піднімали якір на кораблях - являють собою комбінацію нерухомого блоку з важелем.
Малюнок 5. кабестан (вертикальний воріт)
Пожежні, альпіністи, малярі іноді застосовують нерухомий блок так, як показано на рис. 6, піднімаючи самі себе по мотузці. Чи виходить при цьому виграш в силі по відношенню до ваги вантажу, що піднімається?
Плечима важеля в нерухомому блоці служать радіуси блоку. Оскільки радіус постійний, то виграшу в силі нерухомий блок не дає. Підйом в даному випадку здійснюється за рахунок мускульної сили людини, проте додається при цьому зусилля одно його вазі. Відповідь: виграшу в силі в даному випадку немає.
До кінців невагомою нерастяжимой нитки, перекинутої через невагомий нерухомий блок без тертя в осі, підвішені вантажі з масами $ m_1 $ = 1 кг і $ m_2 $ = 2 кг. Яке прискорення, з яким рухається другий вантаж?
З умови невагомості і нерозтяжна нитки слід, що сила натягу нитки на всіх ділянках однакова: $ T_1 = T_2 = T $, і система тел рухається як єдине ціле з однаковим по модулю прискоренням: $ a_1 = a_2 = a $
Розглянемо всі сили діють на кожен вантаж окремо:
на I вантаж діють: $ m_1g $ і $ T_1 $; на II вантаж діють: $ m_2g $ і $ T_2 $
Систему відліку зв'яжемо із Землею.
$$ m_1 = 1 кг $$ $$ m_2 = 2 кг $$ $$ g = 9,81 м / c_2 $$ $$ а_2 -? $$
Проектуючи вектора на координатні осі і з огляду на рівність напруг нитки і прискорень, складемо почленно ці рівняння в скалярною формі:
+$ \ Begin T-m_1g = m_1a \\ m_2g-T = m_2a \ end \ \ Longrightarrow g \ left (m_2-m_1 \ right) = a \ left (m_2 + m_1 \ right) \ Longrightarrow a = g \ frac = 9 , 81 \ cdot \ frac $ \ [a = 3,27 \ м / c ^ 2 \]