Planul înclinat nu este ceea ce gândesc oamenii atunci când gândesc „mașină”, deoarece planurile înclinate sunt prezente în natură. Uită-te la panta unui deal și te uiți la un plan înclinat. Cu toate acestea, ca concept mecanic, acesta este unul dintre cele mai fundamentale principii în inginerie și unul dintre clasicele „șase mașini simple”.
Identificare
Un plan înclinat este orice suprafață plană care se termină într-un punct mai înalt decât locul în care a început. Acest lucru nu implică neapărat că un plan înclinat trebuie să fie construit special pentru a se califica. Orice pantă naturală este, de asemenea, un plan înclinat. Este una dintre cele șase mașini simple.
Efecte
Un plan înclinat câștigă un avantaj mecanic tranzacționând cantitatea de energie necesară pentru a ridica un obiect pentru a crește distanța pe care trebuie să o parcurgă. Mersul pe un deal înalt de 60 de picioare este mai ușor decât urcarea directă pe o stâncă de 60 de picioare. Cu toate acestea, călătoriți și mai mult de 60 de picioare pentru a face acest lucru. Reducând frecarea, aceeași cantitate de energie este cheltuită în ambele cazuri, dar scalarea unei stânci necesită ca energia să fie cheltuită într-o perioadă mai scurtă de timp.
Istorie
Strict vorbind, nimeni nu a inventat planul înclinat, deoarece obiectul propriu-zis este prezent în natură și era folosit chiar înainte ca principiile din spatele acestuia să fie înțelese. Arhimede, marele om de știință și inventator al mecanicii din lumea antică, nici măcar nu a inclus planul înclinat în lista sa de mașini simple. Cu toate acestea, a fost în mod clar un instrument de inginerie fundamental în lumea antică, chiar dacă nimeni nu i-a oferit un loc cu șurubul sau scripetele. Ideea planului înclinat ca o mașină de sine stătătoare a început să prindă contur în timpul Renașterii, iar Galileo a inclus-o în lucrarea sa „Despre mecanică”, dar nu a inventat-o.
Tipuri
Utilizările evidente ale planului înclinat sunt în jgheaburi, rampe și tobogane. Mai puțin evidente sunt utilizarea planului înclinat în lame, care sunt două planuri înclinate care se întâlnesc de-a lungul unei margini comune. Acest lucru funcționează prin transferarea rezistenței la împărțirea unui obiect pe fețele planurilor înclinate, separându-le. Aceasta păstrează forța relativă la simpla separare a ceva.
Expert Insight
Unii fizicieni susțin că pană, o altă mașină simplă, este pur și simplu un plan înclinat utilizat în alt scop (așa cum este descris mai sus cu modul de funcționare a lamelor). La urma urmei, o pană sau dalta este un instrument de despicare care este adesea un singur plan înclinat folosit pentru a aplica forța, mai degrabă decât să ridice, iar avantajul mecanic conferit este similar, chiar dacă este aplicat pentru diferit motive. Cu toate acestea, din motive de simplitate și tradiție, cele șase mașini simple se adresează în mod tipic penei și planului înclinat separat.