Kinetikus energiát használó gépek

Minden mozgó alkatrésszel rendelkező gép kinetikus energiát használ fel. A mozgó alkatrészek, bármilyen bonyolultak is, egyszerű gépek kombinációi vagy sorozatai. Az egyszerű gépeket gyakran használják a kezdeti erőfeszítés mennyiségének megsokszorozására vagy az erő irányának megváltoztatására. A kinetikus energiát használó egyszerű gépek közé tartozik a kar, a szíjtárcsa, a ferde sík, valamint a kerék és a tengely.

A karok lehetővé teszik számunkra, hogy túl nagy erőfeszítés nélkül emeljünk nehéz súlyokat azáltal, hogy az általunk alkalmazott erőt egyszerű mechanikai előnyökkel megszorozzuk. A működéséhez mozgási energiára van szükség, mert a karok csak akkor képesek mozgatni a tárgyakat, ha egy külső erő mozgatja őket. Az egyszerű karoknak két része van: a támaszpont és a fogantyú.

A karoknak három osztálya van attól függően, hogy hol helyezkedik el a terhelés és a támaszpont, valamint a kezdeti erő kifejtése: az első, a második és a harmadik osztály. Az első osztályú karon a támaszpont az erőfeszítés és a terhelés közepén áll. Másodosztályon az erőfeszítés a teher közepén és a támaszponton van. Egy harmadik osztálynál a terhelés az erőfeszítés és a támaszpont közepén van.

A szíjtárcsa egyszerű, kerékből és kötélből készült gép. A karhoz hasonlóan kinetikus energiára van szükség a működéséhez. A tárcsákat gyakran használják egy olyan tárgy irányának megváltoztatására, amelyet egy tárgy mozgatásához kell alkalmazni. Például egy tárgy felemeléséhez lehúzhatja a tárcsa kötelét, ahelyett, hogy magát a tárgyat megemelné. A szíjtárcsáknak három típusa van: rögzített, mozgatható és összetett. A rögzített tárcsák csak az erő irányát változtatják meg, míg a mozgatható tárcsák megsokszorozhatják az Ön által alkalmazott erőt. Az összetett tárcsák egy rögzített és egy mozgatható szíjtárcsa kombinációi.

A ferde sík segítségével könnyedén mozgathatja a nehéz tárgyakat magasabbra, de a mozgatni kívánt tárgynak kezdeti mozgási energiaforrásra van szüksége a mozgás megkezdéséhez. A ferde síknak két végpontja van, amelyek különböznek egymástól. Könnyen áthelyezhet egy tárgyat az alsó pontról a magasabbra, mert csökken az objektum „felemeléséhez” szükséges kezdeti mozgási energia. Ez nem azt jelenti, hogy az erő, amelyet el fog tölteni, kisebb, mert a ferde síkok csak a hosszabb mozgásvonal létrehozásával osztják el a szükséges erőmennyiséget, ahelyett, hogy csak felemelnék a tárgyat.

A kerék és a tengely két különböző méretű kör alakú tárgy kombinációja. A kerék a nagyobb tárgy, a tengely pedig a kisebb, amely a kerék közepén helyezkedik el. A tengelyek rögzíthetők vagy mozgathatóak, az alkalmazástól függően. Noha a kerék és a tengely megsokszorozhatja a rá kifejtett munka mennyiségét, a mozgáshoz mégis szüksége van egy lökésre vagy mozgási energiára. Például egy kerékpárosnak pedáloznia kell ahhoz, hogy a kerékpár mozoghasson.