Pravděpodobně jste od svého učitele slyšeli o jednoduchých strojích, které tvoří složitější zařízení. Dva z těchto strojů, nakloněná rovina a klín, jsou podobné, i když se klín pohybuje a dělá svou práci a nakloněná rovina ne. Představte si nakloněnou rovinu jako rovnou plochu nakloněnou vzhůru, takže ze strany vypadá jako trojúhelník; dejte dva z těchto trojúhelníků k sobě, od základny k základně, a máte klín.
Výhoda strojů
Všechny stroje, klíny a letadla v ceně, nabízejí něco, čemu se říká „mechanická výhoda“. To znamená pokud použijete sílu na klín nebo rovinu, tento stroj někde vyšle větší sílu jiný. Aplikujte sílu na tlustý konec klínu a tenčí, opačný konec - řekněme čepel nože nebo ostrá plocha dláta - tuto sílu znásobí. Stejně jako klín rozdělí předmět, rovina „rozdělí“ gravitační sílu, část kolmo na povrch letadla, částečně rovnoběžný s ním, což usnadňuje tlačit předmět do kopce, než jej zvedat přímo.
Klín dává výhodu
•••Comstock / Comstock / Getty Images
Klín je pohyblivá nakloněná rovina, pokud si myslíte, že letadlo stojí na jeho úzkém konci. Síla působící na opačném, širším konci musí někam jít - včetně úzkého konce, který působí silou na menší oblast. Stejná síla, menší plocha, dává úder všemu, co se stane proti úzkému konci klínu: mramor, který Michelangelo vyřezává sekáčem, polenem, které se Abe Lincoln štípá sekerou, nebo sněhovým náspem, do kterého kopáte lopata.
Mezitím jsou z pohledu mramoru, kmene nebo sněhu tlačeny nahoru podél nakloněné roviny lícní strany sekáče, sekery nebo lopaty. Mnohem jednodušší než Michelangelo zvedat „Davida“, Lincoln poskakoval po dříví, nebo sbíral sněhové břehy a čekal na díly, které sami nechtějí vysadit.
Válcování s nakloněnou rovinou
•••Jupiterimages / Photos.com / Getty Images
Stejně jako síla, kterou aplikujete na klín, působí na vzdálenost - od širokého konce po tenkou -, síla, kterou používáte k pohybu objektů po nakloněné rovině, působí také na vzdálenost. V případě nakloněné roviny začínáte takřka na tenkém konci klínu a pohybujete se po rovině nahoru na široký konec. Stejně jako nejužitečnější klínky jsou dlouhé a zúžené, tím lépe je při malém úsilí velký úder, nejužitečnější nakloněné roviny se postupně svažují; čím delší je vzdálenost, tím menší sílu budete potřebovat k přetočení, zatlačení nebo tažení objektu podél roviny.
Postupně překonáváte odpor objektu, jeho váhu, působením síly na vzdálenost, stejně jako klín překonává odpor objektu, aby byl rozdělen, působením síly na úzký obchodní konec klín.
Jednotnost
•••Hemera Technologies / PhotoObjects.net / Getty Images
Pokud klín funguje jako nakloněná rovina a nakloněná rovina je podobná klínu, mohou dva jednoduché stroje fungovat ještě lépe, když se spojí. Tato kombinace klínu a roviny je vidět na běžném vrutu do dřeva pro domácnost. Vlákna jsou nakloněná rovina a pohybují šroubem do dřeva s menší silou, než byste potřebovali k tomu, abyste do šroubu zatloukali. Špičkou je klín, který tlačí dřevo od sebe.
Zip je kombinace klínů a nakloněných rovin pro připojení a odpojení zubů. Takové kombinace takzvaných jednoduchých strojů jsou běžné. Věda hovoří o „rodinách“ strojů, různých zařízeních pracujících na podobných principech - nakloněná rovina, klín a šroub jsou v rodině roviny; tři další takzvané jednoduché stroje, páka, kolo a náprava a řemenice, jsou součástí rodiny páky.