Le due famiglie fondamentali delle macchine semplici sono la famiglia delle leve e la famiglia dei piani inclinati. All'interno della famiglia delle leve ci sono la leva semplice, la puleggia e la ruota e l'asse. All'interno della famiglia dei piani inclinati ci sono il piano inclinato semplice, il cuneo e la vite. Queste semplici macchine creano un vantaggio meccanico quando le usi, in quanto ti permettono di esercitare più forza con meno energia su carichi che normalmente non potresti spostare.
Leve -- Leva semplice
•••Gruppo grafica dinamica/Gruppo grafica dinamica/Immagini Getty
La migliore illustrazione di una leva semplice è un'altalena che potresti trovare in un parco giochi. Consiste in una piattaforma lunga e stretta in equilibrio su un fulcro. Invece di due bambini che usano l'altalena, immagina che il carico che vuoi sollevare poggi su un'estremità e tu premi sull'altra. La posizione del fulcro determina l'efficacia della leva. Più il fulcro è vicino al carico, maggiore è la leva che ottieni. Questo è il motivo per cui i piedi di porco hanno la loro forma. La piccola curva all'estremità del piede di porco è il fulcro posizionato il più vicino possibile al carico che si desidera sollevare.
Leve -- Puleggia
•••Jupiterimages/Photos.com/Getty Images
La puleggia è una macchina semplice costituita da una fune che si tira su una ruota. Attacchi da un lato la fune al carico che vuoi spostare e tiri la fune dall'altro lato della ruota. Se colleghi la puleggia a un oggetto solido, come il lato di un edificio o un soffitto, questo crea una puleggia fissa e il tuo vantaggio meccanico è uno. Ciò significa che devi esercitare la stessa quantità di forza del peso del carico per sollevarlo da terra. Se attacchi la puleggia direttamente al carico e permetti alla puleggia di muoversi lungo la fune, questa puleggia mobile produrrà un vantaggio meccanico di due o più. Le pulegge composte sono una combinazione di pulegge fisse e mobili.
Leve -- Ruota e Asse
•••Immagini a pois/a pois/immagini Getty
Con la ruota e l'asse, si applica una forza alla ruota e la forza si moltiplica e si trasferisce all'asse, che ruota ed esercita una forza su qualche altro oggetto, solitamente attraverso una fune. Il miglior esempio di questa semplice macchina è la bicicletta. Spingi i pedali esterni con i piedi e questo trasferisce la forza all'asse e agli ingranaggi, che muove la ruota posteriore.
Piano inclinato -- Piano inclinato semplice
•••Tim Boyle/Getty Images Notizie/Getty Images
La rampa per sedie a rotelle è un esempio del semplice piano inclinato. Immagina di provare a sollevare un 150 libbre. persona su una sedia a rotelle tre piedi in aria. Sarebbe molto difficile per te e impossibile per la persona sulla sedia. Tuttavia, se la rampa è abbastanza lunga, tu o la persona sulla sedia a rotelle potete spingere la sedia a rotelle a un metro da terra. Il piano inclinato funziona trasformando la forza di spinta orizzontale in una forza di sollevamento verticale. Spendi la stessa quantità di energia perché devi spingere la sedia a rotelle oltre la distanza della rampa, ma il tuo corpo non dovrà sopportare lo sforzo di sollevare la sedia a rotelle verso l'alto.
Piano inclinato -- Cuneo
•••Thinkstock/Comstock/Getty Images
Il cuneo è una macchina semplice che usi per spaccare carichi come legno o rocce. È un dispositivo triangolare allungato con una base piatta stretta. Dopo aver posizionato la punta del cuneo in una fessura nella roccia o nel legno, colpisci il bordo piatto con un martello. La forza verso il basso del martello si divide in due direzioni, perpendicolari ai lati del cuneo, che provoca la divisione del carico. Una lama d'ascia è un esempio di cuneo.
Piano inclinato -- Vite
•••Jupiterimages/Photos.com/Getty Images
La vite trasforma una forza di rotazione in una forza lineare. Ad esempio, quando si avvita una vite in un muro, si ruota il cacciavite in un cerchio ma la vite si sposta in una direzione lineare più in profondità nel muro. Lo stesso principio si applica alle morse e ai coperchi dei barattoli.
