Простыми механизмами называют устройства, с помощью которых можно преобразовывать силу: изменять ее по модулю и (или) по направлению.
Примерами простых механизмов являются неподвижный и подвижный блоки, наклонная плоскость, рычаг.
С помощью неподвижного блока можно только изменять направление действия силы: такой блок не дает выигрыша в силе.
Подвижный блок дает выигрыш в силе в 2 раза, но при использовании такого блока мы в 2 раза проигрываем в пути (если массой блока и трением можно пренебречь).
При использовании наклонной плоскости мы выигрываем в силе во столько же раз, во сколько раз проигрываем в пути (при отсутствии трения).
«Золотое правило» механики: при использовании любого простого механизма мы выигрываем в силе во столько же раз, во сколько проигрываем в пути. Это справедливо при условии, что трением и массой самих механизмов можно пренебречь.
«Золотое правило» механики справедливо и для гидравлического пресса.
Вопросы и задания
Первый уровень
Какие вы знаете простые механизмы? Для чего они предназначены?
Что представляет собой неподвижный блок? Как его используют?
С помощью какого блока можно получить выигрыш в силе? Какой это может быть выигрыш?
При использовании какого блока мы проигрываем в пути? Во сколько раз?
Груз массой 50 кг поднимают, прикладывая силу 250 Н. Какой при этом используют блок — подвижный или неподвижный?
Получаем мы выигрыш в силе или в пути при использовании наклонной плоскости? Чему равен этот выигрыш?
Сформулируйте «золотое правило» механики. При каком условии оно справедливо?
Второй уровень
Как с помощью двух подвижных блоков можно выиграть в силе в 4 раза?
Можно ли с помощью подвижного блока выиграть в пути? Если да, то нарисуйте схему такого использования блока.
Груз массой 20 кг поднимают по наклонной плоскости на высоту 5 м. При этом прикладывают силу 100 Н. Какова длина наклонной плоскости? Считайте, что трением можно пренебречь.
Нарисуйте схему системы из подвижного блока и наклонной плоскости, с помощью которой можно получить выигрыш в силе в 6 раз.
На рис. 24.7 изображена система блоков. Сколько в ней подвижных блоков и сколько неподвижных? Какой выигрыш в силе дает такая система блоков, если трением и массой блоков можно пренебречь?
Рис. 24.7. Какой выигрыш в силе получают, используя такую систему блоков?
При штамповке детали широкий поршень гидравлического пресса поднялся на 1 см. При этом на узкий поршень действовала сила 500 Н, и этот поршень опустился на 20 см. Какая сила действовала на деталь?
Составьте задачу о наклонной плоскости, ответ у которой был бы: «3 м».
Домашняя лаборатория
Сделайте самостоятельно неподвижный и подвижный блоки (можно использовать детали детского конструктора или пустые катушки). Убедитесь, что с помощью неподвижного блока можно только изменять направление силы, а с помощью подвижного блока можно получить выигрыш в силе.
