Macchine che utilizzano l'energia cinetica

Tutti i tipi di macchine con parti in movimento utilizzano l'energia cinetica. Le parti mobili, per quanto complesse, sono una combinazione o una serie di macchine semplici. Le macchine semplici sono spesso utilizzate per moltiplicare la quantità di sforzo iniziale esercitato o per cambiare la direzione di una forza. Le macchine semplici che utilizzano l'energia cinetica includono la leva, la puleggia, il piano inclinato, la ruota e l'asse.

Le leve ci permettono di sollevare pesi pesanti senza troppo sforzo moltiplicando la forza che applichiamo attraverso un semplice vantaggio meccanico. Richiede energia cinetica per funzionare perché le leve non saranno in grado di spostare gli oggetti a meno che una forza esterna non li muova. Le leve semplici hanno due parti: il fulcro e la maniglia.

Esistono tre classi di leve a seconda di dove si trovano il carico e il fulcro e dove viene applicata la forza iniziale: prima, seconda e terza classe. Su una leva di prima classe, il fulcro è al centro dello sforzo e del carico. Su una seconda classe, lo sforzo è a metà tra il carico e il fulcro. Su una terza classe il carico sta nel mezzo dello sforzo e del fulcro.

Una puleggia è una semplice macchina composta da una ruota e una fune. Come una leva, richiede energia cinetica per funzionare. Le pulegge sono spesso utilizzate per cambiare la direzione di una forza che è necessario applicare per spostare un oggetto. Ad esempio, puoi tirare giù la fune di una puleggia per sollevare un oggetto, invece di sollevare l'oggetto stesso. Esistono tre tipi di pulegge: fisse, mobili e composte. Le pulegge fisse cambiano solo la direzione della forza, mentre le pulegge mobili possono moltiplicare la forza applicata. Le pulegge composte sono una combinazione di una puleggia fissa e una mobile.

Un piano inclinato consente di spostare facilmente oggetti pesanti a un'elevazione più elevata, ma l'oggetto in movimento necessita di una fonte iniziale di energia cinetica per iniziare a muoversi. Un piano inclinato ha due punti finali che differiscono in altezza. Puoi spostare facilmente un oggetto dal punto più basso a quello più alto perché l'energia cinetica iniziale necessaria per "sollevare" l'oggetto è ridotta. Ciò non significa che la forza che spenderai sia inferiore, perché i piani inclinati distribuiscono solo la quantità di forza necessaria creando una linea di viaggio più lunga, invece di sollevare semplicemente l'oggetto.

Una ruota e un asse è una combinazione di due oggetti circolari di dimensioni diverse. La ruota è l'oggetto più grande e l'asse è quello più piccolo situato al centro della ruota. Gli assi possono essere fissi o mobili, a seconda dell'applicazione. Sebbene una ruota e un asse possano moltiplicare la quantità di lavoro esercitato su di essi, per muoversi ha comunque bisogno di una spinta o di un'energia cinetica. Ad esempio, un ciclista deve pedalare affinché la bicicletta si muova.