Maszyny Proste

Są to urządzenia mechaniczne umożliwiające zastąpienie pracy W1 = F1*s1 (określonej siły F1 na określonej drodze s1) równą jej pracą W2 = F2*s2 (siły F2 znacznie mniejszej od siły F1, lecz na drodze s2 odpowiednio większej od drogi s1). Istnieją 2 podstawowe klasy maszyn prostych: przesuwne (równia pochyła) i obrotowe (dźwignia); równię pochyłą stosuje się w różnego rodzaju klinach i gwintach, dźwignię — w rozwiązaniach konstrukcyjnych wielu mechanizmów (np. krążek linowy stały i ruchomy, kołowrót, wielokrążek, mechanizm dźwigniowy). Są one używane do pokonywania dużych sił zwanych obciążeniami. Ich działanie polega na przyłożeniu odpowiedniej siły (F) działania w punkcie innym niż obciążenia (Q).Np. siła przyłożona do liny bloku prostego pozwala na pokonanie dwukrotnie większego obciążenia.

Teraz zademonstruje jak działają maszyny proste:
Dźwignie, równia pochyła, koła zębate, prasa hydrauliczna.

Dźwignie to maszyny proste, umożliwiające wykonanie określonych prac przy użyciu mniejszej siły. Składają się one np: z belki lub preta obracającego się wokół punktu zwanego punktem podparcia. Wyróżniamy trzy typy dźwigni. Dźwignia może stanowić także część mechanizmu. Jeśli punkt przyłożenia siły znajduje się dalej od punktu podparcia niż ciężar, wtedy siła wymagana do jego podniesienia będzie mniejsza.

DŹWIGNIE dzielimy w zależności od usytuowania wzajemnego ciężaru, punktu przyłożenia siły i punktu podparcia. W dźwigniach typu 1 (belka) punkt podparcia leży pomiędzy punktem przyłożenia siły(F) a obciążeniem. W dziadku do orzechów –( dźwignia typu 2).Obciążenie leży w nim pomiędzy punktem przyłożenia siły a punktem podparcia (zawias). Szczypce do cukru to dźwignia typu 3, w których siła przyłożona jest do ramion, pomiędzy punktem podparcia a ładunkiem.

1.Dźwignia typu pierwszego to np:Obcęgi podobnie jak belka, zwielokrotniają one działanie siły przyłożonej dalej od punktu podparcia niż obciążenie.

Deska
Po przyłożeniu siły z jednego końca belki obracając ją wokół punktu podparcia drugim końcem podnosimy ciężar.

2.Dziadek do orzechów (dźwignia jednostronna)jest to przykład 2 dźwigni złączonych ze sobą .
3.Dźwignia typu trzeciego nie służy do zmniejszania siły,lecz do zwiększonego zakresu ruchu:

Jak zbudowana jest dźwignia jednostronna? (schemat jej budowy)

Gdy na koniec dłuższego ramienia dźwigni o długości r2 działamy niewielką siłą F2 to możemy podnieść ciężkie ciało o ciężarze F1 zawieszone na końcu krótszego ramienia dźwigni o długości r1 warunek równowagi dźwigni jednostronnej jest taki sam jak dla dźwigni dwustronnej czyli:(F1 *r1 = F2 * r2)
A teraz przejdziemy do dźwigni dwustronnej:

Jest to najczęściej stosowana na co dzień maszyna prosta używana jako „wzmacniacz siły” na jednym końcu działamy siłą o małej wartości aby na drugim końcu otrzymać siłę o dużej wartości .

Odmianą dźwigni dwustronnej jest blok:

Blok nieruchomy ułatwia wynoszenie ciężkich przedmiotów na duże wysokości. Robotnikowi wygodniej jest zastosować krążek i ciągnąć linę pionowo w dół niż podnosić ładunek pionowo w górę bez użycia tej maszyny prostej.

Bloku nieruchomego używa się czasem z drugim tzw. Blokiem ruchomym. Wtedy wartość siły którą działamy by podnieść przedmiot o ciężarze F jest równa połowie wartości tego ciężaru ( ciężar bloku pomijamy)

Prasa hydrauliczna
Zbudowana jest z dwóch cylindrów o (dużej i małej średnicy) połączonych rurką wypełnioną płynem. Używa się ją do wytwarzania dużych sił.

A teraz równia pochyła:
MASZYNY proste, takie jak równia pochyła, blok, czy dźwignia, służą do zmniejszenia wartości siły potrzebnej do podniesienia ciężaru. Przykładowo, łatwiej jest wtoczyć ciało po równi pochyłej niż unieść je bezpośrednio na taką samą wysokość; ciało musi jednak wtedy przebyć większą drogę.

Kołowrót
Kołowrót działa tak że pozwala na ciągnięcie / przesuwanie obiektów z dużą siłą na znaczne odległości. Jest jednak trochę bardziej od dźwigni skomplikowany – tu nie wystarczy już zwykła deska, ale potrzebny jest wał, korba i odpowiednio zaczepiona linka.

Przekładnie
PRZEKŁADNIE są maszynami prostymi przenoszącymi siłę i ruch. Ułatwiają one pracę przez zwielokrotnienie efektu przyłożonej siły. Składają się z kół zębatych zachodzących na siebie tak, że obrót jednego powoduje obrót drugiego. Koła zębate, zwykle różnej wielkości, są niekiedy połączone łańcuchem (jak w przypadku przekładni rowerowej). Efekt działania przekładni zależy od rozmiaru kół i liczby ich zębów.

Maszyny proste są pomocne w wykonywaniu codziennych czynności życiowych zacząwszy od zgniatania orzechów (dziadek do orzechów) do podnoszenia ciężarów (np. dźwignie).