Les deux familles de base de machines simples sont la famille des leviers et la famille des plans inclinés. Dans la famille des leviers se trouvent le levier simple, la poulie et la roue et l'axe. Au sein de la famille des plans inclinés se trouvent le plan incliné simple, la cale et la vis. Ces machines simples créent un avantage mécanique lorsque vous les utilisez, car elles vous permettent d'exercer plus de force avec moins d'énergie sur des charges que vous ne pourriez pas déplacer normalement.
Leviers -- Levier simple
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La meilleure illustration d'un simple levier est une balançoire que vous pourriez trouver sur une aire de jeux. Il se compose d'une longue plate-forme étroite en équilibre sur un point d'appui. Au lieu de deux enfants utilisant la balançoire, imaginez que la charge que vous voulez soulever repose sur une extrémité et que vous appuyez sur l'autre. La position du point d'appui détermine l'efficacité du levier. Plus le point d'appui est proche de la charge, plus vous obtenez d'effet de levier. C'est pourquoi les pieds de biche ont leur forme. Le petit coude à l'extrémité du pied de biche est le point d'appui placé aussi près que possible de la charge que vous souhaitez détacher.
Leviers -- Poulie
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La poulie est une machine simple constituée d'une corde que vous tirez sur une roue. Vous attachez d'un côté la corde à la charge que vous voulez déplacer et vous tirez sur la corde de l'autre côté de la roue. Si vous attachez la poulie à un objet solide, comme le côté d'un bâtiment ou un plafond, cela crée une poulie fixe et votre avantage mécanique en est un. Cela signifie que vous devez exercer la même force que le poids de la charge pour la soulever du sol. Si vous attachez la poulie directement à la charge et que vous laissez la poulie se déplacer le long de la corde, cette poulie mobile donnera un avantage mécanique de deux ou plus. Les poulies composées sont une combinaison de poulies fixes et mobiles.
Leviers -- Roue et essieu
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Avec la roue et l'essieu, vous appliquez une force à la roue et la force se multiplie et se transfère à l'essieu, qui tourne et exerce une force sur un autre objet, généralement à travers une corde. Le meilleur exemple de cette machine simple est le vélo. Vous poussez les pédales extérieures avec vos pieds et cela transfère la force à l'essieu et aux engrenages, ce qui déplace la roue arrière.
Plan Incliné -- Plan Incliné Simple
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La rampe pour fauteuil roulant est un exemple de plan incliné simple. Imaginez que vous essayez de soulever un poids de 150 livres. personne en fauteuil roulant à trois pieds dans les airs. Ce serait très difficile pour vous et impossible pour la personne sur la chaise. Pourtant, si la rampe est suffisamment longue, vous ou la personne dans le fauteuil roulant pouvez pousser le fauteuil roulant à trois pieds du sol. Le plan incliné fonctionne en transformant la force de poussée horizontale en une force de levage verticale. Vous dépensez la même quantité d'énergie parce que vous devez pousser le fauteuil roulant sur la distance de la rampe, mais votre corps n'aura pas à supporter la tension d'un soulèvement du fauteuil roulant vers le haut.
Plan incliné -- Coin
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Le coin est une machine simple que vous utilisez pour fendre des charges comme du bois ou des pierres. C'est un dispositif triangulaire allongé avec une base plate étroite. Après avoir placé la pointe du coin dans une crevasse de la roche ou du bois, vous frappez le bord plat avec un maillet. La force descendante du maillet se divise en deux directions, perpendiculaires aux côtés du coin, ce qui provoque la division de la charge. Une lame de hache est un exemple de coin.
Plan incliné -- Vis
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La vis transforme une force de rotation en une force linéaire. Par exemple, lorsque vous enfoncez une vis dans un mur, vous tournez le tournevis en cercle mais la vis se déplace dans une direction linéaire plus profondément dans le mur. Le même principe s'applique aux étaux et aux couvercles de bocaux.