Maszyną prostą jest urządzenie, której
zasada działania jest nieskomplikowan
a, to znaczy oparta na jednym lub kilku
podstawowych prawach mechaniki.
• To belka lub pręt zawieszony lub podparty, n
a który po obu stronach osi obrotu działa co
najmniej jedna siła o zgodnych zwrotach.
Schemat:
1
r
2
r
1
r
2
r
, - ramiona
dźwigni
2
F
1
F
0
Aby dźwignia była w równowadze, siły
przyłożone po obu stronach jej ramion
muszą być odwrotnie proporcjonalne do
długości ramion:
1
2
2
1
r
r
F
F
Nożyce
Kombinerki
Obcęgi
Żuraw do czerpania wody ze studnii
2
F
To belka lub pręt podparty lub
zawieszony, na którym po tej samej
stronie osi obrotu działają co najmniej
dwie siły o przeciwnych zwrotach.
1
F
0
1
r
2
r
Dla dźwigni jednostronnej warunek
równowagi (prawo równowagi) jest takie
samo jak dla dźwigni dwustronnej, czyli:
1
2
2
1
r
r
F
F
Dziadek do orzechów
taczki
Jednym z rodzajów maszyn prostych wykorzystywanych
w życiu codziennym jest kołowrót, którego schemat jest
przedstawiony poniżej:
1
r
2
r
2
F
1
F
Warunek równowagi kołowrotu
(taki sam jak przy powyższych
maszynach prostych)
2
2
1
1
r
F
r
F
Kierownica w samochodzie
Klamki w drzwiach
Pedał w rowerze
Kurki przy zlewozmywaku
Kołowrót wykorzystuje się do
transportu wody ze studni
• W wielu przypadkach zamiast podnosić przedmiot na znac
zną wysokość, wtacza się go lub wciąga po równi pochyłej.
• Równia pochyła jest to ciało sztywne, którego jedna powie
rzchnia stanowi płaszczyznę ustawioną pod pewnym kąte
m do kierunku działania siły.
l
h
I – długość równi pochyłej
h – wysokość równi pochyłej
l
h
G
F
Wartość siły F utrzymującej ciało w równowadze na równi jest tyle
razy mniejsza od wartości jego ciężaru G, ile razy wysokość równi
h jest mniejsza od długości równi l.
G
F
Schody
Podjazdy
Skocznie narciarskie
Jej odmianą są również kliny
używane jako: siekiery, noże, igły ,
gwoździe.
Blok złożony jest z krążka. Na c
ałej długości jego obwodu znajd
uje się wgłębienie na tyle głębo
kie, że można przez nie przecią
gnąć linę. Na jednym z końców
linki zawieszone jest ciało podn
oszone, zaś drugi jej koniec pod
dany jest działaniu siły na tyle
dużej, by uniesienie przedmiotu
z drugiego końca było możliwe.
Krążek, na którym zawieszone jest
ciało podnoszone to krążek ruchomy.
Ciężar podnoszonego ciała rozkłada się
na dwie równe i równoległe siły, z których
jedna jest siłą czynną.
F
c
F
2
c
F
2
c
F
2
c
F
F
Jacek za pomocą dźwigni dwustronnej chce
podnieść paczkę o ciężarze 1200N. Ramię
r
1
=2m, a ramię r
2
=0,5m. Jaka siła jest
potrzebna do zrównoważenia dźwigni?
m
r
m
r
N
F
5
,
0
2
1200
2
1
2
1
F
N
F
m
m
N
F
r
F
r
F
r
r
F
F
300
2
5
,
0
1200
1
1
1
2
2
1
1
2
2
1
Dane: Szukane: Rozwiązanie:
Odp.: Siła 300N jest potrzebna do
zrównoważenia siły.
Wykorzystujemy warunek
równowagi równi:
Jaką siłą musi działać Basia na ramię kołowrotu, aby
wyciągnąć ze studni wiadro z wodą o ciężarze
F
2
=150N. Ramię kołowrotu ma długość r
1
=60cm,
a promień wału na który nawija się lina r
2
=15cm.
cm
r
cm
r
N
F
15
60
150
2
1
2
1
F
N
F
cm
N
cm
F
r
F
r
F
r
r
F
F
5
,
37
60
150
15
1
1
1
2
2
1
1
2
2
1
Dane: Szukane: Rozwiązanie:
Odp.: Basia musi działać siłą 37,5N.