Le macchine semplici sono macchine che non possono

Le macchine semplici sono macchine che non possono essere scomposte in macchine ancora più elementari Sono le macchine che erano già disponibili nell’antichità Si basano sulla sola forza muscolare col principio di amplificazione della forza con espedienti meccanici Un qualsiasi dispositivo atto a vincere una forza (resistenza) con la sola forza muscolare (potenza) è detta macchina semplice

La leva Macchina semplice che consiste in un corpo rigido (di norma costituito da una sbarra) girevole intorno a un asse fisso (detto fulcro) e soggetto all’azione di due forze tradizionalmente dette l’una potenza (la forza muscolare) e l’altra resistenza (la forza che occorre vincere)

Gli elementi delle leve La distanza fra la resistenza e il fulcro prende il nome di braccio della resistenza Forza resistenza Braccio della resistenza br La distanza fra il fulcro e la potenza prende il nome di braccio della potenza Braccio della potenza bp Forza motrice P Asta rigida R Fulcro

Leve vantaggiose Una leva si dice vantaggiosa quando si riesce a muovere la resistenza con una potenza minore Fonte matematicaweb. it

Leve indifferenti

Leve svantaggiose Una leva si dice svantaggiosa quando si riesce a muovere la resistenza con una potenza minore

Legge della leva Nelle leve la lunghezza dei bracci della potenza e della resistenza sono altrettanto importanti dei valori di quest’ultimi In una condizione di equilibrio bisogna tener conto di entrambi i valori L’equilibrio si ottiene quando il braccio della forza motrice per la forza motrice è uguale alla resistenza per il braccio della resistenza oppure R x br = P x bp R : P = b r : b p

Tipi di leva Esistono tre tipi di leva 1. Leve di primo genere 2. Leve di secondo genere 3. Leve di terzo genere Fonte immagini Fisica. Cattolica. Info

Leve di primo genere Di definiscono leve di primo genere quelle leve in cui il fulcro si trova sempre fra la potenza e la resistenza Possono essere vantaggiose, svantaggiose o indifferenti a seconda della lunghezza dei bracci della potenza e della resistenza

Leve di secondo genere Di definiscono leve di secondo genere quelle leve in cui il la resistenza si trova sempre fra il fulcro e la potenza Per definizione sono sempre vantaggiose

Leve di terzo genere Di definiscono leve di terzo genere quelle leve in cui il la potenzasi trova sempre fra il fulcro e la resistenza Per definizione sono sempre svantaggiose 1922

Quale forza occorre applicare per equilibrare una forza di 500 N sapendo che il braccio della resistenza è di 30 cm e quello della potenza di 100 cm? incognita R x br = P x bp Legge delle leve Risolta rispetto a P R=500 N br = 30 cm P = R x br : bp bp = 100 cm P = 500 N x 30 cm : 100 cm = 150 N

Il piano inclinato è una macchina Galilei «Le Meccaniche» semplice che mi consente di far salire un’oggetto con una forza minore di Pf PEf quella del suo peso h PEp Come si vede nella figura la grande l PE PF massa E è equilibrata dalla piccola massa F, come mai? Vediamo quali sono gli elementi che abbiamo a in figura: la lunghezza l del piano inclinato, altezza h, il peso di E e il peso di F PE può essere scomposta in due componenti, una che la fa rotolare verso il basso Pef (parallela al piano inclinato) e una perpendicolare al piano (che non ha alcuna influenza sul nostro problema e può essere trascurata) Per mantenere il corpo in equilibrio basta equilibrare questa forza che è minore di P perciò il piano inclinato è vantaggioso

Per motivi che risulteranno chiari alle scuole superiori e per non andare troppo oltre rispetto a ciò che è richiesto ad un corso di scuola media possiamo concludere che la condizione di equilibrio è data dalla relazione: PE x h = PEf x l Pef = PE x h : l Perciò il piano inclinato sarà tanto più vantaggioso quanto più sarà lungo

La vite è una macchina semplice che deriva dal piano inclinato, come possiamo verificare arrotolando un triangolo rettangolo di carta attorno a una matita: l’ipotenusa del triangolo costituisce il piano inclinato che si arrotola attorno alla matita, proprio come una vite. Lo sforzo da compiere per far penetrare una vite è tanto minore quanto più piccolo è il suo passo, passo ossia la distanza tra due spire successive

Il cuneo, formato dall’unione di due piani inclinati, scompone la potenza in due direzioni, perpendicolari ai due piani che lo costituiscono; nel materiale in cui è inserito, per esempio un ceppo di legno, vengono quindi applicate due forze divergenti. Il cuneo è una macchina vantaggiosa, perché la potenza è sempre inferiore alla resistenza. Sfruttano lo stesso principio del cuneo tutti gli utensili che servono per spaccare o per tagliare, come le asce e le lame dei coltelli.

La carrucola serve per sollevare pesi Si tratta di una particolare leva di primo genere costituita da un disco girevole solcato intorno al quale viene fatta passera una fune La resistenza è il peso e la forza applicata è la potenza per sollevarlo Dalla seguente figura si vede come essa sia una leva indifferente Si tratta comunque di uno strumento utile perché permette di far cambiare di verso ad una forza e di sfruttare il perso del corpo per far salire un oggetto Fonte: Ivolda Vòllaro, "Natura senza misteri", osservazioni ed elementi di scienze naturali per la scuola media (volume II), Bergamo, Minerva Italica, 1968