Kto wynalazł pochyloną płaszczyznę?

Nachylona płaszczyzna nie jest tym, o czym ludzie myślą, gdy myślą „maszyna”, ponieważ nachylone płaszczyzny występują w przyrodzie. Spójrz na zbocze wzgórza, a ty patrzysz na pochyloną płaszczyznę. Jednak jako koncepcja mechaniczna jest jedną z najbardziej podstawowych zasad inżynierii i jedną z klasycznych „sześciu prostych maszyn”.

Płaszczyzna nachylona to dowolna płaska powierzchnia, która kończy się w punkcie wyższym niż początek. Niekoniecznie oznacza to, że pochyła samolot musi być specjalnie zbudowana, aby się zakwalifikować. Każde naturalne nachylenie jest również pochyloną płaszczyzną. Jest to jedna z sześciu prostych maszyn.

Pochylona płaszczyzna zyskuje mechaniczną przewagę, wymieniając ilość energii potrzebnej do podniesienia obiektu na zwiększenie odległości, którą musi pokonać. Wchodzenie na 60-metrowe wzgórze jest łatwiejsze niż wspinanie się bezpośrednio na 60-metrowy klif. Jednak w tym celu podróżujesz również dalej niż 60 stóp. Pomijając tarcie, w obu przypadkach zużywana jest ta sama ilość energii, ale wspinanie się po klifie wymaga zużycia tej energii w krótszym czasie.

Ściśle mówiąc, nikt nie wymyślił pochyłej płaszczyzny, ponieważ rzeczywisty przedmiot jest obecny w przyrodzie i był używany jeszcze zanim zrozumiano stojące za nim zasady. Archimedes, wielki naukowiec i wynalazca starożytnego świata mechaniki, nie umieścił nawet pochyłej płaszczyzny na swojej liście prostych maszyn. Jednak było to wyraźnie podstawowe narzędzie inżynieryjne w starożytnym świecie, nawet jeśli nikt nie dawał mu miejsca na śrubę lub koło pasowe. Idea pochyłej płaszczyzny jako samoistnej maszyny zaczęła nabierać kształtu w okresie renesansu, a Galileusz włączył ją do swojej pracy „O mechanice”, ale jej nie wymyślił.

Oczywiste zastosowania pochyłej płaszczyzny to zsypy, rampy i zjeżdżalnie. Mniej oczywiste jest użycie nachylonej płaszczyzny w łopatach, które są dwiema nachylonymi płaszczyznami spotykającymi się wzdłuż wspólnej krawędzi. Działa to poprzez przeniesienie oporu podczas rozszczepiania obiektu na powierzchnie nachylonych płaszczyzn, rozsuwając je od siebie. Oszczędza to siłę w stosunku do zwykłego rozerwania czegoś.

Niektórzy fizycy twierdzą, że klin, kolejna prosta maszyna, jest po prostu pochyloną płaszczyzną używaną do innego celu (jak opisano powyżej, jak działają ostrza). W końcu klin lub dłuto to narzędzie do rozłupywania, które często jest pojedynczą pochyloną płaszczyzną używaną do przykładania siły, zamiast podnosić, a uzyskana przewaga mechaniczna jest podobna, nawet jeśli jest stosowana dla różnych powodów. Jednak ze względu na prostotę i tradycję, sześć prostych maszyn zazwyczaj zajmuje się oddzielnie klinem i pochyloną płaszczyzną.