Πιθανότατα έχετε ακούσει από τον καθηγητή σας για τα απλά μηχανήματα που αποτελούν πιο περίπλοκες συσκευές. Δύο από αυτές τις μηχανές, το κεκλιμένο επίπεδο και η σφήνα, είναι παρόμοια ακόμη και αν η σφήνα κινείται για να κάνει τη δουλειά της και το κεκλιμένο επίπεδο δεν είναι. Σκεφτείτε ένα κεκλιμένο επίπεδο ως επίπεδη επιφάνεια με κλίση προς τα πάνω, έτσι ώστε από την πλευρά να μοιάζει με τρίγωνο. βάλτε δύο από αυτά τα τρίγωνα, από τη βάση στη βάση και έχετε μια σφήνα.
Πλεονέκτημα μηχανών
Όλα τα μηχανήματα, οι σφήνες και τα αεροπλάνα που περιλαμβάνονται, προσφέρουν κάτι που ονομάζεται "μηχανικό πλεονέκτημα". Αυτό σημαίνει Εάν εφαρμόσετε μια δύναμη στη σφήνα ή το επίπεδο, αυτό το μηχάνημα θα στείλει μια μεγαλύτερη δύναμη κάπου αλλού. Εφαρμόστε τη δύναμή σας στο χοντρό άκρο της σφήνας και στο λεπτότερο, αντίθετο άκρο - τη λεπίδα ενός μαχαιριού, ας πούμε, ή την αιχμηρή όψη της σμίλης - πολλαπλασιάζει αυτή τη δύναμη. Ακριβώς όπως η σφήνα χωρίζει ένα αντικείμενο, το επίπεδο "χωρίζει" τη δύναμη της βαρύτητας, μερικά από αυτά κάθετα προς την επιφάνεια του αεροπλάνου, κάποια παράλληλη προς αυτήν, καθιστώντας ευκολότερο να σπρώξουμε ένα αντικείμενο προς τα πάνω από το ανυψωτικό εντελώς.
Η Wedge δίνει την άκρη
•••Comstock / Comstock / Getty Images
Η σφήνα είναι ένα κινούμενο κεκλιμένο επίπεδο αν νομίζετε ότι το επίπεδο στέκεται στο στενό άκρο του. Μια δύναμη που εφαρμόζεται στο αντίθετο, ευρύτερο, άκρο πρέπει να πάει κάπου - συμπεριλαμβανομένου του στενού άκρου, το οποίο εφαρμόζει τη δύναμη σε μια μικρότερη περιοχή. Η ίδια δύναμη, μικρότερη περιοχή, δίνει μια γροθιά σε ό, τι συμβαίνει να είναι στο στενό άκρο της σφήνας: μάρμαρο αυτό Ο Μιχαήλ Άγγελος χαράζει με μια σμίλη, ένα κούτσουρο που χωρίζει ο Άμπε Λίνκολν με ένα τσεκούρι, ή με την όχθη χιονιού με την οποία σκάβεις ένα φτυάρι.
Εν τω μεταξύ, από την προοπτική του μαρμάρου, του κορμού ή του χιονιού, κινούνται προς τα πάνω κατά μήκος του κεκλιμένου επιπέδου της όψης της σμίλης, του τσεκουριού ή του φτυαριού. Πολύ πιο εύκολο από ό, τι ο Μιχαήλ Άγγελος ανυψώνοντας τον "Ντέιβιντ", τον Λίνκολν που τραβάει το ημερολόγιο ή παίρνεις μια χιονόπτωση και περιμένεις τα κομμάτια που δεν θέλεις να πετάξεις μόνα τους.
Τροχαίο με κεκλιμένο επίπεδο
•••Jupiterimages / Photos.com / Getty Images
Ακριβώς όπως η δύναμη που ασκείτε σε μια σφήνα δρα κατά μήκος - από το ευρύ άκρο έως το λεπτό - η δύναμη που χρησιμοποιείτε για να μετακινήσετε αντικείμενα κατά μήκος ενός κεκλιμένου επιπέδου δρα επίσης σε μια απόσταση. Στην περίπτωση του κεκλιμένου επιπέδου, ξεκινάτε από το λεπτό άκρο της σφήνας, για να μιλήσετε, και ανεβαίνετε το επίπεδο στο φαρδύ άκρο. Ακριβώς όπως οι πιο χρήσιμες σφήνες είναι μακριές και κωνικές, τόσο καλύτερο είναι να προσφέρουν μεγάλη γροθιά με μικρή προσπάθεια, τα πιο χρήσιμα κεκλιμένα επίπεδα κλίνουν προς τα πάνω σταδιακά. Όσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση, τόσο λιγότερη είναι η δύναμη που χρειάζεστε για κύλιση, ώθηση ή έλξη του αντικειμένου κατά μήκος του επιπέδου.
Ξεπερνάτε σταδιακά την αντίσταση του αντικειμένου, το βάρος του, εφαρμόζοντας μια δύναμη σε απόσταση, όπως και το Η σφήνα ξεπερνά την αντίσταση του αντικειμένου, στο διαχωρισμό, ασκώντας δύναμη στο στενό επιχειρηματικό άκρο του σφήνα.
Σύμπνοια
•••Hemera Technologies / PhotoObjects.net / Getty Images
Εάν μια σφήνα λειτουργεί σαν κεκλιμένο επίπεδο και ένα κεκλιμένο επίπεδο μοιάζει με σφήνα, οι δύο απλές μηχανές μπορεί να λειτουργούν ακόμη καλύτερα όταν συναρμολογούνται. Αυτός ο συνδυασμός σφηνοειδούς επιπέδου φαίνεται στην κοινή βίδα ξύλου οικιακής χρήσης. Τα σπειρώματα είναι το κεκλιμένο επίπεδο, μετακινώντας τη βίδα στο ξύλο με λιγότερη δύναμη από ό, τι θα χρειαστεί να σφυρίσετε στη βίδα. Η άκρη είναι η σφήνα, σπρώχνοντας το ξύλο.
Ένα φερμουάρ είναι ένας συνδυασμός σφηνών και κεκλιμένων επιπέδων, για τη σύνδεση και την αποσύνδεση των δοντιών. Τέτοιοι συνδυασμοί των λεγόμενων απλών μηχανών είναι συνηθισμένοι. Η επιστήμη μιλά για "οικογένειες" μηχανών, διαφορετικές συσκευές που λειτουργούν με παρόμοιες αρχές - κεκλιμένο επίπεδο, σφήνα και βίδα βρίσκονται στην οικογένεια επιπέδων. τρία άλλα λεγόμενα απλά μηχανήματα, μοχλός, τροχός και άξονας, και τροχαλία, αποτελούν μέρος της οικογένειας μοχλών.