Sie haben wahrscheinlich von Ihrem Lehrer von den einfachen Maschinen gehört, aus denen kompliziertere Geräte bestehen. Zwei dieser Maschinen, die schiefe Ebene und der Keil, sind ähnlich, auch wenn sich der Keil bewegt, um seine Arbeit zu verrichten, und die schiefe Ebene nicht. Stellen Sie sich eine schiefe Ebene als eine ebene Fläche vor, die nach oben geneigt ist, sodass sie von der Seite wie ein Dreieck aussieht; Setzen Sie zwei dieser Dreiecke zusammen, Basis an Basis, und Sie haben einen Keil.
Vorteil von Maschinen
Alle Maschinen, Keile und Hobel eingeschlossen, bieten einen sogenannten "mechanischen Vorteil". Das bedeutet Wenn Sie eine Kraft auf den Keil oder die Ebene ausüben, sendet diese Maschine irgendwo eine größere Kraft aus sonst. Wenden Sie Ihre Kraft auf das dicke Ende des Keils an, und das dünnere, gegenüberliegende Ende – die Klinge eines Messers zum Beispiel oder die scharfe Seite des Meißels – vervielfacht diese Kraft. So wie der Keil ein Objekt spaltet, "spaltet" die Ebene die Schwerkraft, teilweise senkrecht zu die Oberfläche des Flugzeugs, einige parallel dazu, so dass es einfacher ist, ein Objekt bergauf zu schieben als es anzuheben geradezu.
Wedge gibt Edge
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Der Keil ist eine sich bewegende schiefe Ebene, wenn Sie sich die Ebene so vorstellen, dass sie auf ihrem schmalen Ende steht. Eine Kraft, die am gegenüberliegenden, breiteren Ende ausgeübt wird, muss irgendwo hingehen – einschließlich des schmalen Endes, das die Kraft auf einen kleineren Bereich ausübt. Gleiche Kraft, kleinere Fläche, liefert einen Schlag auf alles, was zufällig gegen das schmale Ende des Keils ist: Marmor, der Michelangelo schnitzt mit einem Meißel, einen Baumstamm, den Abe Lincoln mit einer Axt spaltet, oder die Schneewehe, in die du gräbst eine Schaufel.
Währenddessen werden sie aus der Sicht des Marmors, Baumstamms oder Schnees entlang der schiefen Ebene der Vorderseite des Meißels, der Axt oder der Schaufel nach oben geschoben. Viel einfacher, als Michelangelo "David" zu heben, Lincoln den Baumstamm zu heben oder Sie eine Schneewehe aufzuheben und auf die Teile zu warten, die Sie nicht alleine abgeben möchten.
Rollen mit geneigter Ebene
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So wie die Kraft, die Sie auf einen Keil ausüben, entlang einer Strecke wirkt – vom breiten Ende zum dünnen Ende – wirkt auch die Kraft, die Sie verwenden, um Objekte entlang einer schiefen Ebene zu bewegen, entlang einer Strecke. Bei der schiefen Ebene beginnt man sozusagen am dünnen Ende des Keils und wandert die Ebene hoch zum breiten Ende. So wie die nützlichsten Keile lang und spitz zulaufend sind, neigen sich die nützlichsten geneigten Ebenen allmählich nach oben, um mit geringem Kraftaufwand einen großen Schlag zu erzielen; Je länger der Abstand, desto weniger Kraft müssen Sie aufwenden, um das Objekt entlang der Ebene zu rollen, zu schieben oder zu ziehen.
Sie überwinden nach und nach den Widerstand des Objekts, sein Gewicht, indem Sie eine Kraft über eine Distanz ausüben, genauso wie die Keil überwindet den Widerstand des Objekts gegen Spaltung, indem er eine Kraft auf das schmale Geschäftsende des Keil.
Zusammengehörigkeit
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Wenn ein Keil wie eine schiefe Ebene funktioniert und eine schiefe Ebene einem Keil ähnlich ist, funktionieren die beiden einfachen Maschinen möglicherweise noch besser, wenn sie zusammengebaut werden. Diese Keil-Hobel-Kombination ist bei der üblichen Haushaltsholzschraube zu sehen. Die Gewinde sind die schiefe Ebene, die die Schraube mit weniger Kraft in das Holz bewegt, als Sie die Schraube einschlagen müssten. Die Spitze ist der Keil, der das Holz auseinander drückt.
Ein Reißverschluss ist eine Kombination aus Keilen und schiefen Ebenen, um Zähne zu verbinden und zu trennen. Solche Kombinationen der sogenannten einfachen Maschinen sind üblich. Die Wissenschaft spricht von "Familien" von Maschinen, verschiedenen Geräten, die nach ähnlichen Prinzipien arbeiten - schiefe Ebene, Keil und Schraube gehören zur Familie der Ebenen; drei weitere sogenannte einfache maschinen, hebel, rad und achse sowie riemenscheibe, gehören zur hebelfamilie.