Le macchine semplici offrono vantaggi meccanici. In termini più semplici, le macchine semplici facilitano il lavoro aumentando la quantità di lavoro svolto con un certo sforzo o diminuendo la quantità di sforzo necessaria per eseguire lo stesso lavoro. Il lavoro, per definizione, è uguale alla forza per la distanza. La semplice macchina nota come leva è disponibile in tre varianti, ognuna delle quali esegue il lavoro aumentando l'efficacia di una forza applicata.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
Esempi di leve nella vita di tutti i giorni includono barcollanti, carriole, forbici, pinze, bottiglie apriscatole, mop, scope, pale, schiaccianoci e attrezzature sportive come mazze da baseball, mazze da golf e hockey bastoni. Anche il tuo braccio può fungere da leva.
Lavoro, forza e distanza
Il lavoro svolto dalle leve di solito cambia la direzione della forza applicata, la distanza e la velocità di movimento prodotta dalla forza applicata o la forza effettiva della forza applicata. Le leve utilizzano una barra per trasferire uno sforzo (forza applicata) attraverso un fulcro (punto focalizzato) a un carico o resistenza. Le posizioni relative di questi tre elementi di una leva determinano se la leva è a leva di prima o di primo ordine, leva di seconda o di secondo ordine o di terza o third leva di terzo ordine.
Leve di prima classe
Le leve di prima classe (chiamate anche di primo ordine) hanno la forza applicata su un lato del fulcro e il carico o resistenza sull'altro lato del fulcro. Lo spostamento del fulcro più vicino all'estremità del carico aumenta l'efficacia della forza dall'estremità dello sforzo. Questi tipi di leve possono essere le leve più facilmente riconoscibili.
Leve di seconda classe
Le leve di seconda classe (o di secondo ordine) hanno la forza applicata su un'estremità della leva e il fulcro sull'altro lato della leva. Il carico o resistenza si trova tra il fulcro e la forza applicata.
Leve di terza classe
Le leve di terza classe (o di terzo ordine) hanno il carico ad un'estremità della leva e il fulcro all'altra estremità della leva. La forza applicata si verifica tra il carico e il fulcro.
Dieci tipi di leve
Esempi di leva di prima classe
Un'altalena o un'altalena può essere la leva di primo ordine più comunemente riconosciuta. La forza applicata verso il basso del ciclista a un'estremità dell'altalena si traduce attraverso il fulcro per sollevare il ciclista all'altra estremità. Spostare il fulcro più vicino a un pilota più grande aumenta l'efficacia della forza da un pilota più piccolo.
Le forbici sono un'altra leva comune di primo ordine. I manici applicano la forza o lo sforzo, la vite che unisce i due lati costituisce il fulcro e la forza trasferita alle lame consente alle forbici di tagliare.
Come le forbici, le pinze funzionano come leve di primo ordine applicando una forza alle impugnature. Il centro incernierato funge da fulcro e il carico o la resistenza si verifica tra i denti delle pinze.
Esempi di leva di seconda classe
Le carriole sono esempi di leve di secondo ordine. La ruota funge da fulcro. La forza applicata si verifica sulle maniglie. Il carico, ovviamente, sta tra la forza e il fulcro.
Un classico schiaccianoci a mano è anche una leva di secondo ordine. L'estremità incernierata funge da fulcro. La forza applicata alle estremità delle maniglie rompe il dado (carico) che si trova tra.
Un apribottiglie manuale funge da leva di secondo ordine. La forza viene applicata a un'estremità dell'apribottiglie nel tentativo di superare la resistenza del tappo della bottiglia. Il fulcro si trova all'estremità dell'apribottiglie appoggiato sul tappo della bottiglia.
Esempi di leva di terza classeClass
Le leve di terzo ordine includono molti tipi di attrezzature sportive, tra cui mazze da baseball, mazze da golf e mazze da hockey. Le tieni con entrambe le mani, ma una tiene semplicemente l'oggetto mentre l'altra applica più forza. Quindi, tutti e tre questi esempi hanno il fulcro a un'estremità, dove una delle tue mani tiene la leva (che significa la mazza, il bastone e così via). La forza applicata si verifica vicino al fulcro, dove l'altra mano applica uno sforzo in modo che la forza sposti l'estremità opposta dell'oggetto, trasferendo la forza al disco da baseball, pallina da golf o hockey.
Sollevare una mela utilizza una leva di terzo ordine: il tuo braccio! Il gomito funge da fulcro, la forza applicata proviene dai muscoli e la mela o il carico viene sollevato.
Una pala funziona come una leva di terzo ordine. Come la mazza da hockey, la mano più vicina all'estremità funge da fulcro, la lancetta dei secondi fornisce lo sforzo e l'estremità della pala solleva e sposta il carico.
Scope e mop fungono anche da leve di terzo ordine. La mano superiore funge da fulcro, la mano inferiore fornisce la forza e l'estremità della scopa o del mocio spinge contro la resistenza dello sporco e del pavimento.
