In questo articolo scoprirai cosa sono le macchine meccaniche, esempi di macchine meccaniche e le diverse tipologie di macchine meccaniche.
Cos’è una macchina meccanica?
Una macchina meccanica è un tipo di macchina che trasforma una forza ad essa applicata in una forza maggiore o minore. In altre parole, una macchina meccanica aumenta o riduce una forza attraverso un meccanismo.
La leva, ad esempio, è una macchina meccanica perché moltiplica lo sforzo applicato ad uno dei suoi bracci. Quindi la leva ti consente di sollevare un oggetto pesante utilizzando meno forza che se dovessi sollevare l’oggetto senza la leva.
Pertanto, le macchine meccaniche vengono utilizzate per creare grandi forze applicando uno sforzo molto minore. Allo stesso modo, a volte potremmo essere interessati a ridurre la forza applicata per avere più precisione nel movimento, come nel caso delle pinzette.
La macchina meccanica può anche essere definita macchina manuale .
Esempi di macchine meccaniche
Una volta vista la definizione di macchina meccanica, vedremo diversi esempi di macchine meccaniche .
- Leva : macchina meccanica che permette di moltiplicare la forza applicata ad uno dei suoi bracci.
- Paranco : macchina meccanica per movimentare comodamente oggetti pesanti.
- Bicicletta : macchina meccanica che trasforma il movimento circolare effettuato con le gambe in un movimento in avanti.
- Carriola : dispositivo meccanico che consente di trasportare grandi pesi con minor sforzo.
- Apriscatole – macchina meccanica utilizzata per aprire le lattine.
Tipi di macchine meccaniche
Le macchine meccaniche possono essere classificate in due tipologie:
- Macchina semplice : macchina meccanica costituita da un meccanismo semplice e che consente di modificare l’entità o la direzione della forza applicata. Ad esempio: leva, puleggia, piano inclinato.
- Macchina composita : macchina meccanica composta da più macchine semplici collegate in serie, per cui il meccanismo di questo tipo di macchine è più sofisticato. Ad esempio: bicicletta, automobile, gru.
Vantaggio meccanico di una macchina meccanica
Il vantaggio meccanico di una macchina meccanica è un parametro che mostra quanto viene amplificata la forza applicata sulla macchina meccanica. Il vantaggio meccanico indica quindi la relazione tra forza in ingresso e forza in uscita.
Matematicamente, il vantaggio meccanico di una macchina meccanica è definito come il rapporto tra la forza risultante e la forza applicata.
Il vantaggio meccanico può anche essere calcolato dividendo la velocità della forza applicata per la velocità con cui si muove il carico. Allo stesso modo, questa espressione equivale anche allo spostamento del punto della forza applicata diviso per lo spostamento del carico:
Dalla formula del vantaggio meccanico si possono quindi dedurre le seguenti relazioni:
- VM>1 : La forza risultante è maggiore della forza applicata, quindi la macchina meccanica aumenta l’entità della forza. D’altra parte, la distanza percorsa dal carico è inferiore alla distanza percorsa dal punto in cui viene applicata la forza.
- VM<1 : La forza risultante è inferiore alla forza applicata, quindi la macchina meccanica riduce il valore della forza. Si ottiene però uno spostamento del carico maggiore dello spostamento effettuato nel punto di applicazione della forza.
- VM=1 : la forza risultante della macchina meccanica è pari alla forza esercitata su di essa. Anche gli spostamenti del carico e il punto di applicazione della forza sono identici. Sebbene questi tipi di macchine meccaniche non forniscano un vantaggio meccanico, vengono generalmente utilizzate per eseguire il rafforzamento muscolare in modo più confortevole. Ad esempio, una semplice puleggia consente alla forza verso il basso di sollevare un peso, facilitando il sollevamento del carico.
macchina meccanica e macchina automatica
Infine vedremo qual è la differenza tra una macchina meccanica e una macchina automatica.
La differenza tra una macchina meccanica e una macchina automatica è che la macchina meccanica funziona manualmente, mentre una macchina automatica funziona attraverso un processo automatizzato.
Pertanto, le macchine meccaniche richiedono l’intervento umano per funzionare, mentre le macchine automatiche vengono solitamente attivate tramite un pulsante o un programma per computer e il loro intero funzionamento è automatizzato.
Tuttavia, le macchine meccaniche vengono sempre più sostituite da macchine automatiche, perché non richiedono l’intervento umano e sono più convenienti.