Las máquinas simples São aqueles dispositivos que permitem alterar a intensidade ou direção da energia que chega ao seu ponto de entrada na forma de trabalho mecânico, e cujos componentes são todos sólidos rígidos. Por exemplo: alavanca, polia, roda, parafuso.
Máquinas simples são usadas para multiplicar a força ou, como observado, para mude seu endereço; A ideia é sempre que o trabalho exija menos esforço e que seja mais fácil, e às vezes também mais seguro. Em suma, máquinas simples são usadas para transformar ou compensar uma força resistente ou levantar um peso em condições mais favoráveis.
Nas chamadas máquinas compostas, os benefícios de duas ou mais máquinas simples são combinados.
As máquinas simples surgiram para resolver os problemas colocados pelas atividades quotidianas em tempos muito remotos, como a caça, a pesca ou o transporte de objetos pesados. Na verdade, primeiro foram projetados certos utensílios, que depois foram aperfeiçoados e assim surgiram as primeiras máquinas simples.
Pode-se dizer que aquelas primeiras máquinas funcionavam quase como uma extensão das mãos humanas: eram instrumentos de madeira para cavar, pedras pontiagudas para cortar e outros. Mas, sem dúvida, produziram mudanças importantes na história do homem e em sua relação com o trabalho.
Máquinas simples incluem aquelas que possuem um único ponto de apoio (o que varia entre eles é a localização do referido suporte) e aproveitar alguns princípios físicos básicos como momento de força, trabalho, potência, energia e desempenho mecânico. Deve-se ter em mente que as máquinas simples não escapam à lei da conservação da energia: a energia não é criada nem destruída na máquina simples, ela é apenas transformada.
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Tipos de máquinas simples
Existem 6 máquinas simples:
- Alavanca. Um dos mais importantes é uma barra rígida que pode girar em torno de um ponto fixo, o fulcro. A força aplicada à alavanca é chamada de força motriz ou potência e a força que é superada é conhecida como resistênciauma. O comprimento da alavanca é importante para vencer a resistência.
- Polia. É usado para levantar objetos pesados a uma certa altura. É uma roda por onde passa uma corda em sua parte externa; Numa das extremidades da referida corda é colocada uma peso o cargaque sobe quando uma força maior é aplicada na outra extremidade. Serve tanto para reduzir a força necessária para levantar objetos quanto para mudar de direção. Existem roldanas simples e outras constituídas por várias rodas; os últimos são chamados de plataformas.
- Plano inclinado. O que acontece é que o força de peso se divide em dois componentes. Desta forma, o esforço necessário para levantar a carga é menor.
- Cuña. É um corpo onde convergem dois planos inclinados um tanto agudoscriando assim um ponto de contato lacerante, que permite cortar ou rasgar objetos sólidos.
- Rueda. É um corpo redondo que gira em torno de um ponto fixo, denominado eixo de rotação, geralmente cilíndrico. É utilizado para transmitir um movimento rotativo entre eixos, facilitar a movimentação de objetos e pessoas, etc.
- Parafuso. Não é nada mais do que um plano inclinado enroscado en espiral, cada uma das voltas é chamada de thread. Para que um parafuso entre em um corpo por sua superfície e seja feito girar, a força necessária para dar cada volta e completar o processo é sempre menor do que a necessária para acioná-lo em linha reta.
Exemplos de máquinas simples
Muitos objetos da vida cotidiana, que usamos para viajar, para brincar ou no mundo do trabalho, são baseados em uma ou mais dessas seis máquinas conhecidas. Vinte máquinas simples são mencionadas abaixo como exemplo:
- roda gigante. Permitem extrair água mediante o princípio fundamental do rosário hidráulico. É colocado parcialmente submerso e através do movimento contínuo permite a extração de água.
- Bombas d’água. Dispositivo que eleva, transfere e comprime líquidos. Utiliza os princípios fundamentais ligados à pressão.
- guindastes. Através do efeito alavanca, ele consegue levantar o peso por meio de uma viga, fazendo assim menos força, manipulando-o com roldanas em um pivô giratório que permite o movimento horizontal. A estabilidade do guindaste o torna indispensável para a indústria da construção.
- Slide. Ele usa os fundamentos da máquina simples de ‘plano inclinado’, onde a energia potencial é usada, os conceitos de velocidade e aceleração estão envolvidos e assume-se que não há força de atrito (ou que é mínima).
- Sobe e desce. O efeito alavanca combina-se neste popular jogo com o plano inclinado, unindo duas máquinas simples numa só, e aproveitando o peso e a força da gravidade, a partir de um ponto de apoio, perante a ação da força e a reação de um resistor.
- Carrinho de mão. Comum na área de construção, conseguindo distribuir o peso direcionando-o para o aro, o que permite suportar um peso muito maior com o único esforço de empurrar o carrinho de mão.
- Engrenagem. Engrenagem que faz um objeto se mover mais rápido ou mais devagar, manipulando a força necessária para movê-lo.
- Torno. Combinação de uma manivela e um cilindro, que permite levantar um corpo pesado com uma força muito menor.
- Machado. Imprescindível para separar ou dilacerar (lenha, por exemplo), tem uma peça de metal acabada em forma de cunha, que é o que rasga e permite cortar.
- Tesoura. Exemplo típico de uma alavanca simples, que combina resistência e potência para atingir seu objetivo, o de cortar unindo as duas lâminas de aço.
- Cisterna. Use a roldana para levantar ou abaixar o balde, conseguindo assim elevar a massa de água através da transformação de energia.
- parafuso sem fim. Plano inclinado torcido em torno de uma haste, que ao girar consegue introduzir o fio (um plano inclinado) em um pedaço de madeira, conseguindo assim manter duas coisas juntas com o mínimo de esforço.
- Tenazes. Exemplo da alavanca, semelhante em aplicação à tesoura.
- quebra-nozes. Alavanca de combinação de potência e resistência, que permite aplicar a força no ponto exato para partir a porca.
- Vara de pescar. Usando o braço humano como ponto de apoio, a alavanca manipula a força. O aperfeiçoamento das varas de pescar tornava a tarefa cada vez menos difícil.
- balança romana. Instrumento que mede massas, e que se baseia fundamentalmente em alavancas.
- Guilhotina. Máquina simples formada por uma lâmina bem afiada, hoje é utilizada mais que tudo para cortar uma grande quantidade de papel ao mesmo tempo.
- Faca. Aplica os mecanismos do plano inclinado, conseguindo através do fio de corte, geralmente alimentos ou cordas.
- Manivelas. Ferramenta utilizada para transformar movimento retilíneo em movimento circular, ou vice-versa. Serve para girar um eixo com menos esforço (algo que era muito necessário em carros antigos).
- Bicicleta. Aplica a fundação da roda e eixo para permitir o deslocamento da carga (a pessoa que vai na bicicleta).