by Luigi Palermo 7 years ago
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Una macchina semplice è chiamata così perché non si può scomporre in macchine ancora più elementari. Dal punto di vista storico, le macchine semplici rappresentano le tecnologie più antiche per applicare una forza maggiore della sola forza muscolare attraverso il principio del guadagno meccanico.
Per "macchina" si intende quindi qualsiasi apparecchio utilizzato per aumentare il valore della forza, cambiarne la direzione o aumentare la velocità con cui si esegue un lavoro.
Esistono macchine di tanti tipi e dimensioni, ma sebbene possano sembrare complesse, tutte le macchine non sono altro che una combinazione di macchine semplici o la modificazione di una macchina semplice.
La leva è una macchina semplice che è costituita da un'asta rigida (una lunga trave,un travicello o una sbarra) detta potenza, che ruota attorno ad un punto fisso, detto fulcro.
La distanza tra il fulcro e la resistenza è detta braccio della resistenza 
Sulla leva agiscono due forze contrapposte: la forza resistente (R) e la forza motrice (M) che compie il lavoro. Si possono avere i seguenti casi:
è uguale a , la leva si dice "indifferente"; è minore rispetto a , la leva si dice "svantaggiosa"; è maggiore rispetto a , la leva si dice "vantaggiosa".Vi sono solo tre generi di leve, a seconda di quali posizioni occupino il fulcro, la potenza e la resistenza:
leve di primo genere: il fulcro è posto tra le due forze (interfulcrate); possono essere vantaggiose, svantaggiose o indifferenti
Esempi di leve di primo genere: forbici, carrucola, altalena, articolazione del capo, ecc.
leve di terzo genere: la forza motrice (potenza) è tra il fulcro e la forza resistente; sono sempre svantaggiose
Esempi di leve di terzo genere: pinzette, taglia unghie, prendi ghiaccio, ecc.
leve di secondo genere: la forza resistente è tra il fulcro e la forza motrice (o potenza interresistente); sono sempre vantaggiose
Esempi di leve di secondo genere: schiaccianoci, carriola, sollevamento sulle punte dei piedi, ecc.
È un prisma a sezione triangolare, con una faccia minore (testa) e due facce maggiori (fianchi) unite nel vertice (punta o tagliente). Sul principio del cuneo funzionano tutti gli utensili da taglio: l'accetta, lo scalpello, il coltello, il punteruolo, ecc. Le tenaglie e le forbici sono una doppia leva con due cunei nel punto in cui si applica la forza di resistenza.
Il cuneo è essenzialmente un piano inclinato. Quanto più lungo sarà il cuneo in rapporto al suo spessore, tanto più facile sarà forzarlo all'interno degli oggetti. Gli spaccalegna adoperano un cuneo che battono con una mazza spingendolo nelle fibre del legno da tagliare. Quanto più penetra, tanto più profondamente si divideranno le due sezioni del ceppo.
I cunei aumentano la forza e stanno alla base dell'idea di tutti gli attrezzi da taglio e per perforare, come i coltelli, gli aghi, gli scalpelli, i chiodi, i bulloni e gli spilli. Tutte cose che dividono la carta, il legno o il tessuto penetrando negli stessi in seguito a pressione o spinta.
Il piano inclinato è una macchina vantaggiosa e forma un angolo con il piano orizzontale. Sul piano inclinato la resistenza si scompone in due e così la potenza deve contrastare solo la resistenza R1 parallela al piano inclinato. Minore è l'angolo d'inclinazione del piano e minore è la potenza da applicare, anche se aumenta lo spazio da percorrere per raggiungere la stessa altezza.
Il piano inclinato è una macchina assai semplice: si tratta, in effetti, di una superficie inclinata che rende più facile tirare, spingere o far rotolare carichi pesanti. In luogo di sollevare un pianoforte su di un autocarro, si può collocare un robusto asse rigido che va dal suolo alla superficie portante dell'autocarro e spingere il pianoforte su tale superficie inclinata per farlo salire sull'autocarro. Si impiegherà uno sforzo minore, ma si dovrà esercitare questo sforzo sulla maggiore distanza che percorre il carico, costituendo il piano inclinato l'ipotenusa di un triangolo rettangolo
La puleggia non è altro che una ruota scanalata. Si inserisce un cavo nella scanalatura della puleggia, il quale sottoposto a trazione fa girare la puleggia. La puleggia fissa ha l'asse solidale ad un supporto e se si fissa un carico ad una estremità del cavo lo si può sollevare con maggiore facilità. Non si è aumentata la forza, ma se ne è cambiata la direzione; una persona può collocarsi in un dato posto ed usufruire del peso del proprio corpo per aiutarsi a sollevare il carico invece di trasportarlo.
la vite è una macchina semplice che deriva dal piano inclinato.
Lo sforzo da compiere per far penetrare una vite è tanto minore quanto più piccolo è il suo passo, ossia la distanza tra due spire successive
L'asse nella ruota è un corpo cilindrico che gira intorno ad un asse. L'asse vero e proprio è costituito da un cilindro rigido il cui asse coincide con l'asse del cilindro maggiore. La ruota e l'asse formano un unico corpo quando sono vincolate l'una all'altra in modo fisso e funzionano insieme. Sull'asse e nella scanalatura della ruota si fanno passare due corde avvolte in senso contrario. Questa macchina funziona come una leva continua di primo genere.
L'asse della ruota può essere:
Vi sono diversi tipi di ruote a seconda del loro compito. Le ruote delle automobili e dei treni sono esempi noti a tutti
Alcune ruote fanno girare altre ruote, come le ruote dentate
della bicicletta oppure quelle di un frullino o degli orologi, grandi e piccoli. Alcune ruote fanno girare l'asse sul quale sono montate in modo da ruotare insieme, come si verifica nelle maniglie delle porte e nelle manopole degli apparecchi radiotelevisivi.
