Μηχανές που χρησιμοποιούν κινητική ενέργεια

Όλοι οι τύποι μηχανών με κινούμενα μέρη χρησιμοποιούν κινητική ενέργεια. Τα κινούμενα μέρη, ανεξάρτητα από το πόσο περίπλοκα, είναι ένας συνδυασμός ή μια σειρά απλών μηχανών. Τα απλά μηχανήματα χρησιμοποιούνται συχνά για τον πολλαπλασιασμό του ποσού της αρχικής προσπάθειας που ασκήθηκε ή για την αλλαγή της κατεύθυνσης μιας δύναμης. Τα απλά μηχανήματα που χρησιμοποιούν κινητική ενέργεια περιλαμβάνουν το μοχλό, την τροχαλία, το κεκλιμένο επίπεδο και τον τροχό και τον άξονα.

Οι μοχλοί μας επιτρέπουν να ανυψώνουμε μεγάλα βάρη χωρίς υπερβολική προσπάθεια πολλαπλασιάζοντας τη δύναμη που εφαρμόζουμε με απλό μηχανικό πλεονέκτημα. Απαιτεί τη λειτουργία της κινητικής ενέργειας, διότι οι μοχλοί δεν θα μπορούν να μετακινούν αντικείμενα, εκτός εάν μια εξωτερική δύναμη τα μετακινεί. Οι απλοί μοχλοί έχουν δύο μέρη: το υπομόχλιο και τη λαβή.

Υπάρχουν τρεις κατηγορίες μοχλών ανάλογα με το πού βρίσκονται το φορτίο και το υπομόχλιο και πού εφαρμόζεται η αρχική δύναμη: πρώτη, δεύτερη και τρίτη κατηγορία. Σε μοχλό πρώτης κατηγορίας, το υπομόχλιο βρίσκεται στο μέσο της προσπάθειας και του φορτίου. Σε μια δεύτερη κατηγορία, η προσπάθεια είναι στο μέσο του φορτίου και του υποστρώματος. Σε μια τρίτη κατηγορία, το φορτίο βρίσκεται στη μέση της προσπάθειας και του υποστρώματος.

Η τροχαλία είναι μια απλή μηχανή από τροχό και σχοινί. Όπως ένας μοχλός, απαιτεί κινητική ενέργεια για να λειτουργήσει. Οι τροχαλίες χρησιμοποιούνται συχνά για να αλλάξουν την κατεύθυνση μιας δύναμης που πρέπει να ασκήσετε για να μετακινήσετε ένα αντικείμενο. Για παράδειγμα, μπορείτε να τραβήξετε προς τα κάτω το σχοινί μιας τροχαλίας για να σηκώσετε ένα αντικείμενο, αντί να σηκώσετε το ίδιο το αντικείμενο. Υπάρχουν τρεις τύποι τροχαλιών: σταθερές, κινητές και σύνθετες. Οι σταθερές τροχαλίες αλλάζουν μόνο την κατεύθυνση της δύναμης, ενώ οι κινητές τροχαλίες μπορούν να πολλαπλασιάσουν τη δύναμη που ασκείτε. Οι σύνθετες τροχαλίες είναι ένας συνδυασμός σταθερής και κινητής τροχαλίας.

Ένα κεκλιμένο επίπεδο σάς επιτρέπει να μετακινείτε εύκολα βαριά αντικείμενα σε υψηλότερο υψόμετρο, αλλά το αντικείμενο που κινείται χρειάζεται μια αρχική πηγή κινητικής ενέργειας για να αρχίσει να κινείται. Ένα κεκλιμένο επίπεδο έχει δύο τελικά σημεία που διαφέρουν σε ύψος. Μπορείτε εύκολα να μετακινήσετε ένα αντικείμενο από το χαμηλότερο στο υψηλότερο, επειδή η αρχική κινητική ενέργεια που απαιτείται για να «σηκώσει» το αντικείμενο μειώνεται. Αυτό δεν σημαίνει ότι η δύναμη που θα ξοδέψετε είναι μικρότερη, επειδή τα κεκλιμένα αεροπλάνα διανέμουν μόνο το απαιτούμενο ποσό δύναμης δημιουργώντας μια μακρύτερη γραμμή ταξιδιού, αντί να σηκώσετε μόνο το αντικείμενο.

Ένας τροχός και άξονας είναι ένας συνδυασμός δύο κυκλικών αντικειμένων που έχουν διαφορετικά μεγέθη. Ο τροχός είναι το μεγαλύτερο αντικείμενο και ο άξονας είναι ο μικρότερος που βρίσκεται στη μέση του τροχού. Οι άξονες μπορούν να σταθεροποιηθούν ή να κινούνται, ανάλογα με την εφαρμογή. Παρόλο που ένας τροχός και ένας άξονας μπορεί να πολλαπλασιάσει την ποσότητα εργασίας που ασκείται σε αυτόν, χρειάζεται ακόμα μια ώθηση ή κινητική ενέργεια για να κινηθεί. Για παράδειγμα, ένας ποδηλάτης πρέπει να πετάξει για να κινηθεί το ποδήλατο.