Разновидностью простейшего механизма является блок - колесо с желобом для веревки или цепи имеющее ось вращения. В зависимости от применения блоки различают на подвижный и не подвижный.
Особенность неподвижного блока является то, что его ось вращения неподвижна - закреплена. Благодаря этому неподвижный блок позволяет изменить направление силы. На рисунке видно, что сила справой стороны блока направлена вниз, а с левой - вверх.
Неподвижный блок можно рассматривать как равноплечий рычаг AB. Точка O - ось вращения рычага AB. AO = OB так как являются радиусом окружности блока. Так как плечи сил одинаковы, то и силы, приложенные к концам рычага так же одинаковы: F1=F2. Таким образом и получается, что неподвижный блок меняет направление силы, но выигрыша в силе не дает.
Ось подвижного блока будет перемещаться вместе с грузом, на рисунке веревку поднимают вверх и вместе с ней будет подниматься и сам блок. По этому такой блок и называют подвижным. Подвижный блок не меняет направление действующей силы, зато он дает выигрыш в силе в 2 раза!
Если представить подвижный блок как рычаг, то ось вращения его - точка O. Тогда, плечо силы F1 - отрезок OA, являющийся радиусом окружности блока. Плечо силы F2 - отрезок OB - диаметр этой же окружности. Известно, что радиус в два раза меньше диаметра, и тогда из условия равновесия рычага следует, что сила F1 в два раза больше силы F2.
В данном видеофрагменте говорилось о "Золотом правиле механики", действительно, ни одно устройство не позволяет получить большую работу при совершении меньшей. Более того, используя любой механизм, часть работы совершается непродуктивно. Например, поднимая груз с помощью одного подвижного и одного неподвижного блока мы будем совершать работу по преодолению силы трения в блоках и вместе с грузом будем поднимать подвижный блок. Причем, чем выше будет сила трения - тем меньшая часть совершаемой работы будет считаться полезной. Для оценки качества устройства используется понятие коэффициента полезного действия механизма.
Коэффициентом полезного действия механизма является отношение полезной работы к полной работе, совершаемой механизмом.
КПД - так сокращенно называют коэффициент полезного действия, чаще всего измеряется в процентах и не может быть больше 1, или 100%. Чем выше КПД, тем больше полезной работы может совершить механизм при равной совершенной работе, следовательно тем более совершенным является устройство.
