Die schiefe Ebene ist nicht das, woran die Leute denken, wenn sie an "Maschine" denken, denn schiefe Ebenen gibt es in der Natur. Schauen Sie sich den Hang eines Hügels an und Sie sehen eine schiefe Ebene. Als mechanisches Konzept ist sie jedoch eines der grundlegendsten Prinzipien der Ingenieurskunst und gehört zu den klassischen „sechs einfachen Maschinen“.
Identifizierung
Eine schiefe Ebene ist jede ebene Fläche, die an einem höheren Punkt endet als dort, wo sie begonnen hat. Dies bedeutet nicht unbedingt, dass eine schiefe Ebene speziell gebaut werden muss, um sich zu qualifizieren. Jede natürliche Neigung ist auch eine schiefe Ebene. Es ist eine der sechs einfachen Maschinen.
Auswirkungen
Eine schiefe Ebene gewinnt einen mechanischen Vorteil, indem sie die Energiemenge, die zum Anheben eines Objekts erforderlich ist, gegen die Erhöhung der Entfernung, die es zurücklegen muss, eintauscht. Es ist einfacher, einen 60 Fuß hohen Hügel hinaufzugehen, als direkt auf eine 60 Fuß hohe Klippe zu klettern. Sie reisen dafür jedoch auch weiter als 60 Fuß. Wenn man die Reibung außer Acht lässt, wird in beiden Fällen die gleiche Energiemenge verbraucht, aber um eine Klippe zu erklimmen, muss diese Energie in kürzerer Zeit verbraucht werden.
Geschichte
Genau genommen hat niemand die schiefe Ebene erfunden, da das eigentliche Objekt in der Natur vorhanden ist und verwendet wurde, noch bevor die Prinzipien dahinter verstanden wurden. Archimedes, der große mechanische Wissenschaftler und Erfinder der Antike, hat die schiefe Ebene nicht einmal in seine Liste der einfachen Maschinen aufgenommen. Es war jedoch eindeutig ein grundlegendes Konstruktionswerkzeug in der Antike, auch wenn ihm niemand mit der Schraube oder der Riemenscheibe einen Platz einräumte. Die Idee der schiefen Ebene als eigenständige Maschine begann in der Renaissance Gestalt anzunehmen, und Galilei nahm sie in sein Werk "Über die Mechanik" auf, erfand sie jedoch nicht.
Typen
Offensichtliche Verwendungen der schiefen Ebene sind in Rutschen, Rampen und Rutschen. Weniger offensichtlich ist die Verwendung der schiefen Ebene bei Schaufeln, bei denen es sich um zwei schiefe Ebenen handelt, die sich entlang einer gemeinsamen Kante treffen. Dies funktioniert, indem der Widerstand beim Aufspalten eines Objekts auf die Flächen der schiefen Ebenen übertragen wird, wodurch sie auseinandergetrieben werden. Dies spart Kraft relativ zum einfachen Auseinanderziehen.
Experteneinblick
Einige Physiker argumentieren, dass der Keil, eine weitere einfache Maschine, einfach eine schiefe Ebene ist, die für einen anderen Zweck verwendet wird (wie oben mit der Funktionsweise von Klingen beschrieben). Schließlich ist ein Keil oder Meißel ein Spaltwerkzeug, bei dem es sich oft um eine einzige schiefe Ebene handelt, die zum Aufbringen von Kraft verwendet wird. anstatt zu heben, und der verliehene mechanische Vorteil ist ähnlich, auch wenn er für andere angewendet wird applied Gründe dafür. Der Einfachheit und Tradition halber adressieren die sechs einfachen Maschinen jedoch typischerweise den Keil und die schiefe Ebene getrennt.
