Questo articolo spiega i diversi tipi di macchine semplici. Scoprirai quindi quali tipi di macchine semplici esistono e esempi di ciascun tipo di macchina semplice.
Quali sono i tipi di macchine semplici?
Le tipologie di macchine semplici sono:
- Leva : tipo di macchina semplice costituita da una barra rigida con un unico punto di appoggio.
- Puleggia : un tipo semplice di macchina che consente di spostare oggetti pesanti con meno sforzo.
- Cuneo : un tipo semplice di macchina utilizzata per cambiare la direzione della forza applicata.
- Piano inclinato : tipo di macchina semplice utilizzata per sollevare un oggetto con uno sforzo minimo.
- Tornio : un tipo di macchina semplice utilizzata per sollevare o abbassare un oggetto facendo ruotare un cilindro con un cavo avvolto attorno ad esso.
- Vite : tipo di macchina semplice che permette di passare da un movimento rotatorio ad un movimento rettilineo.
- Ruota : tipo di macchina semplice che trasmette un movimento rotatorio.
Di seguito vengono spiegate le caratteristiche di ciascun tipo di macchina semplice.
Sollevare
Una leva è un tipo di macchina semplice che trasmette forza e movimento. Pertanto, una leva è un dispositivo meccanico che serve ad aumentare la forza applicata a un oggetto, la sua velocità o la distanza percorsa.
In generale le leve sono costituite da una barra rigida che può ruotare attorno ad un fulcro, detto fulcro.
La leva è una macchina semplice e molto antica, si pensa infatti che sia stata inventata nella preistoria. Infatti il meccanismo a leva è molto semplice da realizzare ed è anche molto utile perché permette di aumentare notevolmente la forza esercitata su un oggetto.
Puleggia
Una puleggia è una macchina semplice utilizzata per trasmettere la forza. La puleggia è un dispositivo di trazione utilizzato per sollevare comodamente il peso.
La caratteristica principale di questo tipo di macchina semplice è che è possibile combinare più pulegge per ridurre lo sforzo necessario per sollevare un oggetto pesante. In altre parole, le pulegge consentono di spostare un carico applicando una forza molto inferiore al suo peso. In questo modo gli oggetti pesanti possono essere maneggiati senza difficoltà.
La puleggia è costituita da una ruota con una piccola scanalatura nella quale è inserita una fune, un cavo o una catena. Quindi il funzionamento di questo tipo di macchina semplice è quello di appendere un carico ad un’estremità della fune e tirare l’altra estremità della fune, in questo modo l’oggetto viene sollevato grazie al meccanismo a carrucola.
In fisica, questi tipi di macchine semplici vengono utilizzate per porre problemi di forza, perché risolvere questo tipo di problemi permette di comprendere il concetto di forza e imparare a calcolare il valore di una forza.
Culla
Un cuneo è un pezzo a forma di triangolo solitamente fatto di legno o metallo e che termina con un angolo molto acuto.
Essendo una macchina semplice, la forma del cuneo viene utilizzata per cambiare la direzione della forza ad esso applicata. Pertanto, il cuneo viene utilizzato per separare un oggetto in due, per sollevare un oggetto o per mantenere in posizione un oggetto statico.
Il funzionamento di un cuneo consiste nel trasformare una forza applicata alla sua estremità in due forze perpendicolari alle sue superfici inclinate. Pertanto, un cuneo è una macchina semplice che può cambiare la direzione di una forza.
Inizialmente, la forza esercitata sulla superficie piana del cuneo viene trasferita alla sua estremità appuntita, permettendogli di penetrare un oggetto. Quindi, quando si inserisce il cuneo nel foro creato, la forza applicata sulla sua superficie piana viene convertita in due forze dirette perpendicolarmente alle facce inclinate del cuneo, separando così l’oggetto in due parti.
Piano inclinato
Un piano inclinato è una superficie inclinata di un certo angolo. In fisica, questo tipo di macchina semplice viene utilizzata per allenarsi con problemi di forza.
Ad esempio, una rampa o una strada in pendenza sono piani inclinati.
Il piano inclinato consente di trasportare un oggetto con meno forza. Poiché spingere un oggetto su un piano inclinato richiede meno forza che sollevarlo verticalmente.
Tornello
Il tornio è uno strumento costituito essenzialmente da una manovella accoppiata ad un cilindro nel quale è avvolto un cavo.
Pertanto, il funzionamento di questo tipo di macchina semplice consiste nel fatto che il cilindro utilizza la manovella per ruotare o svolgere il cavo. In questo modo l’oggetto sospeso al cavo può essere sollevato o abbassato.
Il vantaggio di questo tipo di macchina semplice è che permette di sollevare un carico con meno forza. D’altra parte, il movimento con la manovella deve essere maggiore della distanza percorsa dal carico, quindi il carico si muove più lentamente della manovella.
Vite
La vite è un oggetto generalmente metallico, di forma cilindrica e la cui superficie presenta un profilo elicoidale.
Il funzionamento di questo tipo di macchina semplice consiste nel farla ruotare mediante la sua testa o mediante una manovella, in modo che, grazie al suo profilo elicoidale, la vite avanzi o arretri nella direzione del suo asse.
La vite è quindi una macchina semplice che permette di trasformare un movimento rotatorio in un movimento lineare. Tieni presente che, a seconda del senso di rotazione, la vite si sposterà avanti o indietro.
Altri attrezzi, come il martinetto o il cavatappi, derivano dal funzionamento di questo tipo di macchine semplici.
Ruota
La ruota è costituita da un corpo rotondo che ruota attorno ad un asse. Questo tipo di macchina semplice consente di convertire il movimento circolare in movimento di spostamento, poiché se l’asse della ruota è attaccato a un oggetto, si muoverà in avanti mentre la ruota gira.
La ruota è la macchina semplice più antica e il suo utilizzo è il più diffuso tra tutti i tipi di macchine semplici. Ad esempio, un’applicazione di questo tipo di macchina semplice è nel trasporto terrestre, che si sposta grazie all’azionamento di più ruote.