Joule, watt i màquines simples: rendiment i components

Unitats i màquines simples

• Joule: és el treball que fa una força d'un newton quan el cos es desplaça un metre en la direcció de la força.
• Watt: és la quantitat d'energia en joules que es converteix, s'utilitza o es dissipa en un segon.
• Rendiment mecànic: és la relació entre el treball útil obtingut per la màquina i el treball motor aplicat per obtenir aquest treball.

Màquines simples

Les màquines simples compleixen el principi de conservació de l'energia: no es crea ni es destrueix, només es transforma. Realitzen el treball amb un sol pas. Una màquina simple és un dispositiu que transforma en treball útil la força aplicada.

Cargol-femella

Cargol-femella: utilitzat com a element de fixació per a unions desmuntables, transforma un moviment circular en un moviment rectilini, a la vegada que redueix l'esforç.

• Pas de rosca (p): és la distància compresa entre dos filets consecutius.
• Avanç de la rosca (a): és la distància longitudinal que recorre un mateix filet en fer una volta completa. a = p
• Nombre de filets de la rosca (n): en les rosques de n entrades, a = n·p.
• Secció del filet de la rosca: triangular, rodona...
• Flanc de la rosca: és la superfície teòrica de contacte entre el cargol i la femella en el seu moviment d'avanç o retrocés.
• Obertura: és l'espai buit que hi ha entre dos filets consecutius.

Torn o càbria

El torn o càbria és una màquina simple que consisteix en un cilindre l'eix del qual està situat sobre dos suports i que gira quan accionem la manovella. Com més llarga és la manovella, menys força caldrà fer per pujar el pes.

Corriola i politja mòbil

La corriola és una politja fixada pel seu eix que ens permet pujar o abaixar objectes amb una comoditat considerable. No augmenta la força, però facilita el treball.

Politja mòbil: la força que cal fer per pujar una càrrega s'obté dividint el pes pel nombre de politges.

Polispast

El polispast: la força que s'ha de fer per vèncer una resistència es redueix encara més.

Engranatges

• Nombre de dents (z): és el nombre de sortints d'una roda que han de penetrar a les obertures d'una altra.
• Pas circular: és la longitud de l'arc de la circumferència primitiva corresponent a una dent i una obertura consecutiva.
• Mòdul: és el quocient entre el diàmetre primitiu, expressat en mil·límetres, i el nombre de dents. Totes les rodes que hagin d'engranar entre si han de tenir el mateix mòdul.
• Peu de la dent (a1): en els engranatges normals, el seu valor és: a1 = 1.25·m (m és el mòdul).