Блок (механіка)

Блок — один з простих механічних пристроїв, що дозволяє регулювати силу. Являє собою колесо з жолобом, що обертається навколо своєї осі. Жолоб призначений для каната, ланцюга, приводного паса тощо. Якщо вісь блока розташовується в обоймах, прикріплених на балці або стіні (тобто вісь блока закріплена), такий блок називається нерухомим і міняє напрям дії сили. Якщо ж до цих обойм прикріплюється вантаж, і блок разом з ними може рухатися, то такий блок називається рухомим і міняє величину сили.

Схема чотирьох систем із блоків

Блок на кораблі

Схеми блоків

Нерухомий блок. Умови рівноваги блока: ${\displaystyle ~F=fmg}$, де ${\displaystyle ~F}$ — зовнішня сила, ${\displaystyle m}$ — маса вантажу, ${\displaystyle ~g}$ — прискорення вільного падіння, ${\displaystyle f}$ — коефіцієнт тертя в блоці (для ланцюгів приблизно 1.05, а для мотузок — 1.1). При відсутності тертя для підйому потрібна сила, рівна вазі вантажу:${\displaystyle ~F=mg}$.

Для рухомого блока ${\displaystyle F={\frac {1}{2}}mg}$, при ${\displaystyle f}$ = 1. При цьому вантаж пройде відстань, удвічі меншу від пройденої точкою прикладання сили ${\displaystyle ~F}$. Відповідно, виграш у силі рухомого блока дорівнює 2.

Фактично, будь-який блок є важелем, у випадку нерухомого блоку — рівноплечним, у разі рухомого — зі співвідношенням плечей 1 до 2. Як і для будь-якого іншого важеля, для блоку справедливе правило: виграш у силі дорівнює програшу у відстані. Іншими словами, робота, що здійснюється під час переміщення вантажу на яку-небудь відстань без використання блока, дорівнює роботі, затраченій під час переміщення вантажу на ту ж саму відстань із застосуванням блока за умови відсутності тертя. У реальному блоці завжди присутні деякі втрати.

У техніці використовується система, що складається з комбінації декількох рухомих і нерухомих блоків. Така система називається поліспаст. Найпростіший полістпаст зображено на верхньому малюнку під номером 2. Він дає виграш у силі в 2 рази.

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