Maszyny proste - Polski Serwis Naukowy

Maszyny proste w encyklopedii z 1888 roku

Maszyny proste w fizyce – idealizacje prostych rzeczywistych mechanizmów urządzeń mechanicznych wprowadzone w celu wyjaśnienia działania mechanizmów urządzeń ułatwiających wykonanie pewnych czynności (pracy) poprzez zmianę wartości lub kierunku działania siły wykonującej daną pracę. Maszyny proste określają wzajemną relację pomiędzy siłami poruszającymi a użytecznymi w stanie równowagi, w warunkach spoczynku, ruchu jednostajnego postępowego lub obrotowego przy zaniedbaniu sił tarcia i inercji układu.

Droga w fizyce to długość odcinka toru (krzywej lub prostej), jaką pokonuje ciało lub punkt materialny podczas swojego ruchu. Droga nie oznacza odległości pomiędzy dwoma punktami wyznaczającymi początek i koniec ruchu. Liczy się ją po torze ruchu, czyli po krzywej, po której porusza się ciało.

Bezwładność – właściwość wszystkich ciał materialnych, polegająca na tym, że w inercjalnym układzie odniesienia, jeśli na ciało nie działa siła lub działające siły równoważą się, to porusza się ono ruchem jednostajnym lub pozostaje w spoczynku. Zmiana prędkości ciała wymaga działania siły. Bezwładność ciał postulowana jest przez zasady dynamiki Newtona. Miarą bezwładności ciała jest jego masa, natomiast jej odpowiednikiem w ruchu obrotowym - moment bezwładności.

Zgodnie z zasadą zachowania energii, praca wykonana nad danym układem bez maszyny prostej oraz z użyciem dowolnego zbioru maszyn prostych jest zawsze taka sama. Korzyść z użycia takiej maszyny polega na tym, że można np. użyć mniejszej siły, chociaż wówczas siła ta działa na dłuższej drodze, tak aby praca pozostała ta sama.

Krążek stały to krążek przytwierdzony do stałego podłoża, przez który przeplata się cięgno, które z założenia nie ślizga się po krążku, lecz wprawia go w ruch obrotowy. Krążek stały umożliwia tylko zmianę kierunku siły, bez zmiany jej wartości.

Kołowrót - walec o promieniu r z umocowaną na jego końcu korbą o ramieniu R. Na walec nawinięte jest cięgno, na koniec którego działa siła Q zwana siłą użyteczną, natomiast P jest siłą poruszającą. Jeżeli długość korby jest większa od promienia walca, kołowrót umożliwia podnoszenie ciężkiego ciała przy użyciu mniejszej siły. Z równowagi momentów sił wynika wzór:

Przykładem może być drążek użyty jako dźwignia prosta, którą można podnieść ciężki przedmiot działając mniejszą siłą niż wynosi ciężar danego przedmiotu. Jednak ręka działająca siłą na drążek pokonuje drogę odpowiednio większą od tej, którą pokonuje podnoszony ciężar.

Krążek przesuwny - krążek podparty swobodnie, przez który przeplata się cięgno. Krążek w trakcie przesuwania się cięgna obtacza się po nim z założenia bez poślizgu. Krążek przesuwny umożliwia zmianę wartości siły.

Klin – maszyna prosta w przekroju będąca trójkątem równoramiennym, którego ściany boczne ustawione pod niewielkim kątem α tworzące ostrze klina, rozpychają dany materiał działając na niego siłami Q. Na trzecią ścianę zwaną grzbietem klina działa siła poruszająca P.

Podstawowymi maszynami prostymi są dźwignia i równia pochyła. Działanie wszystkich innych maszyn można wyjaśnić posługując się ideą tych dwóch pierwszych.

Podział

Zobacz hasło maszyna prosta w Wikisłowniku

Podstawowe maszyny proste to:

obrotowe

dźwignia

kołowrót

przekładnia (zębate, cierne, pasowe, łańcuchowe, śrubowe)

blok (bloczek, krążek)

bloczek przesuwny

bloczek stały (krążek)

przesuwne