2. Сетевая научно-практическая конференция исследовательских и
проектных работ школьников «Мир и я: стратегия открытий и
преобразований»
Исследование простейших грузоподъѐмных
механизмов - полиспастов.
Выполнил: ученик 4 «Б» класса
МБОУ гимназии №44 г. Пензы
Дыбнов Н.
E-mail: lad1012@
Научные руководители:
Анненкова Е.Ю. – учитель
начальных классов,
Кистанов А.В. – учитель физики.

3. Применение
полиспаста для
поднятия
тяжестей.

4. Гипотеза исследования
Я предположил, что выигрыш в силе при
применении блоков будет зависеть от:
- вида блока (неподвижный или подвижный).;
- способа сборки системы блоков (полиспаста);
- способа закрепления каната.

5. Цель исследования
Изучить назначение, принцип
работы, конструктивные
разновидности и
составляющие элементы
полиспастов.

6. Задачи исследования
- изучить литературу, где описан принцип
действия простых механизмов;
- построить различные модели полиспастов;
- проанализировать данные полученные
экспериментальным путѐм;
- отобрать наиболее интересные и наглядные
опыты с рычагами и блоками для
демонстрации одноклассникам.

7. Объект исследования
Полиспасты - системы блоков и
тросов, предназначенные для
повышения грузоподъемности.

8. Предмет исследования
Грузоподъемные свойства полиспастов.

9. Методы исследования
- изучение научной литературы и источников сети
Интернет;
- эксперименты по сборке полиспастов с различным
числом блоков;
- измерение силовых характеристик полиспастов;
- описание и анализ полученных результатов.

11. Простые механизмы
Наклонная плоскость Рычаг
Колесо Поршень

12. Неподвижный блок

13. Подвижный блок

14. Ход эксперимента
Названы по числу нитей поддерживающих груз.
Чѐтный полиспаст Нечѐтный полиспаст
Число нитей Число нитей поддерживающих
поддерживающих груз в груз в данном полиспасте равно
данном полиспасте равно трѐм.
четырѐм.

15. Проигрыш в длине верѐвки
Номер Теоретический h (высота на которую l (длинна вытянутой h/l
полиспаста выигрыш в силе поднялся груз) см. верѐвки) см.
№1.1 1 10 10 1
№1.2 2 10 20 2
№1.3 3 3 9 3
№1.4 4 5 20 4

16. Разные схемы сборки полиспаста 2:1
При расчѐтах
учтены
массы
поднимаемых
подвижных
блоков .
Полиспаст №1 Полиспаст № 2
Номер Масса груза Выигрыш в силе (разы) Потеря в Потер
полис силе яв%
m1 m2 В идеальном В реальном
паста
полиспасте полиспасте
№1 133,9 82,6 2 1,621 0,379 18,95
№2 132,6 77,6 2 1,709 0,291 14,55

17. Разные виды тросов
Использовали Использовали
прочный тонкую
гладкий трос. нить.
Полиспаст № 5
Полиспаст Масса груза Выигрыш в силе (разы) Разность Потеря
m1 m2 В идеальном В реальном выигрыш силы в %
полиспасте полиспасте ей
№ 5 с тонкой
нитью
243,5 117,2 3 2,078 0,922 30,73
№ 5 с прочным
243,5 90,8 3 2,682 0,318 10,6
тросом.

18. Простые полиспасты
Было построено 16 моделей, для
исследования выбраны 6.

19. Результаты исследования
Полиспаст Масса груза Выигрыш в силе (разы) Разность Потеря
выигрышей силы в
m1 m2 В идеальном В реальном %
полиспасте полиспасте
№1 (Ч1) 133,9 82,6 2 1,621 0,379 18,95
№5 (Н1) 243,5 103,2 3 2,359 0,641 21,37
№3 (Ч2) 244,0 76,4 4 3,194 0,806 20,15
№6 (Н2) 295,6 75,9 5 3,895 1,105 22,10
№4 (Ч3) 377 92,1 6 4,093 1,907 31,78
№7 (Н3) 527,8 115,2 7 4,582 2,418 34,54
Пропорция
Выигрыш в идеальном полиспасте – 100 %
Потеря силы – ?%

20. Выигрыш в силе
1 подвижный блок 2 подвижных блока
3 подвижных блока
4.093 4.582
№4 №7
3.895
3.194
№6
№ 3
2.359
1.621
№1 №5
Четные
Нечётные
Нечѐтные полиспасты дают больший выигрыш в силе за счѐт
большего числа верѐвок, поддерживающих груз.

21. Потери силы
1 подвижный блок 2 подвижных блока
3 подвижных блока
32% 35%
№4 №7
20% 22%
№3 №6
19% 21%
№1 №5
Четные
Нечетные
Нечѐтные полиспасты дают большие потери силы, за счѐт
увеличения трения.

22. Сложный полиспаст
Простой полиспаст Сложный полиспаст
(степенной)
Выигрыш в силе Выигрыш в силе
равен 4. равен 2*2*2=8.

23. Сложные полиспасты
Было построено 8 сложных
полиспастов.
Для опытов отобрали только 4
полиспаста, с равным
количеством подвижных блоков.

24. Выигрыш в силе в сложных
полиспастах
Полиспаст № 8 (2*2) Полиспаст № 9 (2*3)
Полиспаст № 10 (3*2) Полиспаст № 11 (3*3)
4.03
3.1 3.12
2.4
Наибольший выигрыш в силе дает сложный
полиспаст, построенный из простых нечѐтных полиспастов.

25. Потеря силы в сложных
полиспастах
55% Полиспаст № 8
48% 48% (2*2)
40% Полиспаст № 9
(2*3)
Полиспаст № 10
(3*2)
Увеличение количества нитей ведѐт к потере силы за счѐт
трения .

26. Моя схема сложного полиспаста 15:1
Выигрыш в силе - 8,03 раза.
Потеря сил составила 46,47%.

27. Опыты

28. Выводы
- во сколько раз выигрываем в усилии – во столько же раз
проигрываем в расстоянии (чем «сильнее» полиспаст – тем
медленнее поднимается груз);
- выигрыш в силе при использовании простых полиспастов равен
количеству верѐвок поддерживающих груз;
- при одном и том же количестве подвижных блоков, нечѐтные
полиспасты дают больший выигрыш в силе (по сравнению с
чѐтными), но и большие еѐ потери;
- полиспасты, собранные по одной и той же схеме и с одинаковыми
блоками, при использовании различных нитей, отличаются по
своим характеристикам;
- необходимо работать над уменьшением силы трения.

29. Вопросы для дальнейшего
исследования:
- Из чего нужно изготовить блоки и тросы, чтобы потери в силе
были минимальны?
- Влияет ли размер блока на силовые характеристики
полиспаста?
- Как изменятся силовые характеристики блока, если тросы
расположены не вертикально?
- Как совместно использовать полиспаст, наклонную плоскость
и ворот, чтобы получить максимальный выигрыш в силе при
перемещении грузов в пространстве?

30. Практическая значимость
Знания, полученные при
изучении данного материала,
можно применять в быту и на
малых предприятиях, для
поднятия тяжестей;

31. Данный материал так же
пригодится при проведении
спасательных и
строительных работ

32. Работу можно
использовать в
процессе
обучения.

33. Спасибо за внимание!