פרויקטים של יריד מדע על מנופים, טריזים וגלגלות

הרבה ממה שאנחנו משתמשים בעולם העבודה שלנו כיום התחיל בשימוש במכונות פשוטות. מכונות פשוטות אלה משתמשות באנרגיה אנושית ובכוחות בודדים בכדי לבצע בקלות רבה יותר עבודות שהן בדרך כלל קשות מאוד. בעולם של ימינו, האנרגיה האנושית הוחלפה במכונות משוכללות יותר המונעות באנרגיה מפחם, גז טבעי, נפט וכוח גרעיני, אך מכונות פשוטות עדיין ממלאות תפקיד חשוב.

הפרויקטים הפשוטים ביותר של מנוף מורכבים ממנוף ונקודת משען. הפרויקט יוכיח שככל שנקודת המשען ממוקמת לאובייקט שמועבר, כך יהיה קל יותר להזיז את האובייקט מכיוון שהוא ייקח פחות כוח. ישנם מספר סוגים של מנופים. דוגמה לפרויקט מנוף ממדרגה ראשונה הוא טלטלה מתנודדת שבה מורמים שני חפצים, אחד מכל קצה. פרויקט מנוף סוג ב 'הוא דלת המתנדנדת על צירים. האובייקט שיש להזיז הוא ישירות בין נקודת המשען לכוח. מנוף סוג שלישי יכול להיות מחבט בייסבול שבו העומס הוא קצה אחד של המחבט, נקודת המשען היא סוף המחבט והידיים הן הכוח. אף על פי שהטפטור והדלת נמצאים בצד הגדול יותר, ניתן להביא דוגמאות מוקטנות לפרויקטים הוגנים במדע.

הטריז מראה כיצד מכונה פשוטה יכולה לשנות את כיוון הכוח. דוגמא לכך היא גרזן פשוט. מכיוון שטריז הוא כמו מישור נוטה, הגרזן מחקה את המישור הזה ומשמש כטריז. כוח הגרזן או הטריז גורם לכוח אופקי לאובייקט שנפגע, ומכריח את האובייקט להתפצל לשניים. ככל שהטריז קטן יותר, כך נדרש כוח גדול יותר. בקנה מידה קטן יותר, ואולי מתאים יותר ליריד מדעי, אזמל עובד באותה צורה. נזהר במהלך פרויקטים כאלה.

גלגלות מאפשרות הרמה של חפצים כבדים בפחות מאמץ על ידי החלפת כוח למרחק. בעת שימוש בגלגלת, חבל או כבל נכרכים סביב גלגל. הגלגל מותקן לקורה חסונה או לחפץ מאובטח אחר. וו מחובר לקצה אחד של החבל כדי לאבטח את האובייקט שיש להרים. לאחר מכן מושך את הקצה השני של החבל כדי להרים את האובייקט. לאחר מכן מדגים את מידת הכוח הדרושה כדי להרים את האובייקט ללא הגלגלת, ואז מדגים את הקלות בהרמת אותו עצם באמצעות מערכת הגלגלת.

כל הפרויקטים האלה הם דוגמה למכונות פשוטות. יש עוד כמה מכונות פשוטות הכוללות את הגלגל והציר, את המישור המשופע ואת הבורג. הגלגל והציר מורכבים מגלגל עם ידית שמחובר לציר עם חבל. סיבוב הגלגל עוטף את החבל סביב הציר בכדי להזיז חפץ בקלות. המישור המשופע הוא משטח משופע או רמפה המאפשרים קלות בהנעת אובייקט גבוה יותר. בורג הוא מישור נוטה ארוך ומסתחרר. דוגמה לבורג המשמש כמכונה פשוטה היא זו של גלגלי תולעת שיכולים להקטין את מהירות המנוע תוך כדי הגדלת מומנט.