LE MACCHINE SEMPLICI

LE MACCHINE SEMPLICI

FRANCESCO LUISE 3D

1. COSA SONO LE MACCHINE SEMPLICI?

La macchina semplice è una macchina “elementare” che non può essere scomposta in macchine ancora più elementari. Sono macchine semplici la leva, la carrucola, il verricello, l’argano, la ruota, ecc.

LA LEVA

La leva è la macchina semplice più importante. Da essa derivano quasi tutte le macchine semplici (come carrucola, ruota, ecc.). La leva è formata da un’asta rigida che può ruotare intorno ad un punto fisso detto fulcro (F). Il principio di funzionamento della leva consente di sollevare grandi carichi con una forza modesta. La forza applicata alla macchina (o dall’uomo) è detta forza motrice (FM), la forza da vincere (ad esempio un peso) è detta forza resistente (FR).

TIPI DI LEVE

• di primo genere: sono le leve in cui il fulcro è compreso tra i punti dove vengono applicate la forza motrice e la forza resistente ad esempio le forbici
• di secondo genere sono le leve in cui la forza resistente agisce tra la forza motrice e il fulcro ad esempio la carriola e lo schiaccianoci
• di terzo genere sono le leve in cui la forza motrice agisce tra la forza resistente e il fulcro ad esempio il bicipite umano o una pinzetta.

Le leve di primo genere

Queste leve possono essere: vantaggiose, quando il braccio motore è più lungo del braccio resistente, il che comporta che si può sollevare una forza maggiore con una forza minore svantaggiose, quando il braccio motore è più corto del braccio resistente indifferenti, se i due bracci sono uguali.

Le leve di secondo genere

In queste leve il braccio motore è sempre maggiore di quello resistente perciò le leve di secondo genere sono sempre vantaggiose! Infatti grazie alla carriola riusciamo a sollevare un carico molto pesante con una forza modesta.

Le leve di terzo genere

In queste leve il braccio resistente è sempre maggiore di quello motore, quindi le leve di terzo genere sono sempre svantaggiose! Esempi: il bicipite umano o una pinzetta.

LA CARRUCOLA

La carrucola è una particolare leva di primo genere molto usata per sollevare pesi

La carrucola è una macchina semplice adatta al sollevamento di carichi, costituita da una puleggia, funi (o cinghie) e cavi. Una carrucola può essere fissa o mobile. La carrucola mobile, o paranco, è una particolare leva di secondo genere ed è quindi sempre vantaggiosa, ma per funzionare deve essere accoppiata a una carrucola fissa

Carrucola mobile

Carrucola fissa

IL VERRICELLO E L'ARGANO

Per argano si intende un dispositivo adatto a sollevare carichi, che lavora quindi sull'asse verticale. Il verricello invece è un dispositivo che traina, cioè lavora sull'asse orizzontale; è una macchina che serve a movimentare pesi tramite l'utilizzo di fune o catena, esattamente come l'argano..

L'argano

Il verricello

2. IL PIANO INCLINATO

Cosa sono le macchine semplici?

Per piano inclinato si intende una particolare macchina semplice costituita da una superficie piana disposta in modo da formare un angolo maggiore di 0° e minore di 90° rispetto alla verticale, rappresentata dalla direzione in cui si esplica la forza di gravità.

Il cuneo è una macchina meccanica semplice usata per separare due oggetti o parti di un oggetto, amplificando la forza applicata trasversalmente al senso del moto di separazione.

La vite è un piano inclinato avvolto su un cono che mostra una scanalatura elicoidale sempre più stretta (filetto). Facendo ruotare la vite, con una piccola potenza si riesce a vincere la grande resistenza del materiale.

Il cuneo

La vite

3. LA RUOTA

La ruota è una delle più importanti macchine mai inventate: si comporta come una leva a 360° che gira intorno ad un punto centrale fisso, chiamato perno poiché la ruota è molto più grande del perno, in un giro essa compie una distanza maggiore.

Il moto CIRCOLARE del perno è convertito dalla ruota in un movimento rettilineo lineare che può spostare dei carichi sul suolo. Una ruota può anche essere utilizzata per aumentare una forza, come nel caso del CACCIAVITE