Вы, наверное, слышали от своего учителя о простых машинах, из которых состоят более сложные устройства. Две из этих машин, наклонная плоскость и клин, похожи, даже если клин движется, чтобы выполнять свою работу, а наклонная плоскость - нет. Представьте наклонную плоскость как плоскую поверхность, наклоненную вверх, так что со стороны она выглядит как треугольник; соедините два из этих треугольников вместе, основание к основанию, и у вас получится клин.
Преимущество машин
Все машины, включая клинья и плоскости, обладают чем-то, называемым «механическим преимуществом». Это означает если вы приложите силу к клину или плоскости, эта машина куда-то направит большую силу еще. Приложите силу к толстому концу клина, а более тонкий противоположный конец - скажем, лезвие ножа или острый край стамески - умножит эту силу. Подобно тому, как клин раскалывает объект, плоскость «разделяет» силу тяжести, причем часть ее перпендикулярна поверхность самолета, некоторые параллельны ей, что позволяет легче подтолкнуть объект в гору, чем поднять его прямо.
Клин дает преимущество
•••Комсток / Комсток / Getty Images
Клин - это движущаяся наклонная плоскость, если вы думаете, что плоскость стоит на своем узком конце. Сила, приложенная к противоположному, более широкому концу, должна куда-то идти, включая узкий конец, который прикладывает силу к меньшей площади. Та же сила, меньшая площадь, наносит удар по тому, что попадется на узкий конец клина: мрамор, который Микеланджело вырезает стамеской, бревно, которое Эйб Линкольн раскалывает топором, или сугроб, в который вы копаетесь. лопата.
Между тем, с точки зрения мрамора, бревна или снега, их толкают вверх по наклонной плоскости зубила, топора или лопаты. Намного проще, чем Микеланджело, поднимающий «Давида», Линкольн, поднимающий бревно, или вы, поднимающий сугроб, и ждете тех частей, которые вы не хотите упасть сами.
Катание с наклонной плоскостью
•••Jupiterimages / Photos.com / Getty Images
Точно так же, как сила, которую вы прикладываете к клину, действует на расстоянии - от широкого конца к тонкому, - сила, которую вы используете для перемещения объектов по наклонной плоскости, действует и на расстоянии. В случае наклонной плоскости вы начинаете, так сказать, с тонкого конца клина и продвигаетесь вверх по плоскости к широкому концу. Так же, как наиболее полезные клинья длинные и конические, для того, чтобы нанести большой удар с небольшим усилием, наиболее полезные наклонные плоскости постепенно поднимаются вверх; чем больше расстояние, тем меньше силы вам потребуется, чтобы катить, толкать или тянуть объект по плоскости.
Вы постепенно преодолеваете сопротивление объекта, его вес, прилагая силу на расстоянии, точно так же, как клин преодолевает сопротивление объекта расколу, прикладывая силу к узкому деловому концу клин.
Единение
•••Hemera Technologies / PhotoObjects.net / Getty Images
Если клин работает как наклонная плоскость, а наклонная плоскость похожа на клин, две простые машины могут работать даже лучше, если их соединить вместе. Эта комбинация клин-плоскость наблюдается в обычных домашних шурупах для дерева. Резьба представляет собой наклонную плоскость, поэтому винт ввинчивается в дерево с меньшим усилием, чем вам нужно, чтобы забить винт. Острие - это клин, раздвигающий дерево.
Застежка-молния - это комбинация клиньев и наклонных плоскостей для соединения и разъединения зубцов. Такие комбинации так называемых простых машин обычны. Наука говорит о «семействах» машин, о различных устройствах, работающих на схожих принципах - наклонная плоскость, клин и винт входят в семейство плоскостей; три других так называемых простых механизма, рычаг, колесо и ось, а также шкив, являются частью семейства рычагов.