Màquines simples: palanques, politges i pla inclinat

Resum

El document explica què és una màquina i distingeix entre màquines simples i complexes, amb les seves parts principals. A continuació es detallen la palanca, la politja o corriola i el pla inclinat, amb les fórmules bàsiques de cadascuna. També introdueix els mecanismes i la relació de transmissió entre politges.

Punts clau

Una màquina transforma una forma d'energia en treball útil o en un altre tipus d'energia.
Les màquines simples tenen un o dos elements i només requereixen una força per funcionar.
La palanca compleix la relació de moments F · d1 = R · d2 i es classifica en tres graus segons la posició del fulcre.
La politja de primer grau té una força d'elevació teòrica F = R / n, on n és el nombre de politges mòbils.
El pla inclinat permet elevar càrregues amb menys força que la vertical, segons F = R · h / L.
La relació de transmissió entre politges es calcula com i = n2 : n1 = d1 : d2.

Posa't a prova

Què és una màquina?

Una màquina és un conjunt de mecanismes amb moviments coordinats que transforma una forma d'energia en treball útil o en un altre tipus d'energia.

Màquines simples

Màquines simples: són dispositius senzills, amb un o dos elements que només requereixen una força per funcionar. Les màquines simples s'utilitzen per multiplicar forces o moviment. Exemples:

Palanca
Roda
Pla inclinat

Màquines complexes

Màquines complexes: transformen l'energia d'entrada, que pot provenir de la natura (vent, aigua o foc) o d'algun combustible. En general parlem de màquines motrius, com per exemple: un automòbil, una turbina o un tractor.

Parts d'una màquina

Quatre grans parts:

Estructura (on es fixen totes les altres parts)
Motor (peça fonamental encarregada de produir la transformació d'energia)
Dispositius de control
Mecanismes (per transmetre força i moviment)

Palanca

Una palanca consisteix en una barra rígida, capaç de girar al voltant d'un punt de suport o fulcre.

Relació de moments: F · d1 = R · d2

Segons la posició del punt de suport respecte de les forces, podem distingir tres tipus de palanques: de primer grau, de segon grau i de tercer grau. 1 = F, 2 = R, 3 = F

Politja o corriola

Una politja o corriola és una roda que té la superfície central en forma de canal per la qual es fa passar una corda o una corretja. El seu principi de funcionament és el d'una palanca de primer grau.

Força d'elevació (teòrica): F = R / n

F = força necessària per elevar la càrrega
R = valor de la càrrega
n = nombre de politges mòbils

Per saber la longitud de corda estirada, fem servir la llei de la palanca: F · L1 = R · L2. On: L1 = longitud de la corda estirada i L2 = alçada que puja la càrrega.

Pla inclinat

El pla inclinat és una rampa que permet elevar càrregues fent servir menys força que si ho féssim verticalment.

Relació: F = R · h / L

Mecanisme i relació de transmissió

Un mecanisme és un conjunt de peces (barres, politges, guies, etc.) que fan funcions de guiatge, transformació i transmissió del moviment relacionat amb les forces que actuen en una màquina.

Si anomenem n1 i n2 les freqüències de rotació de la politja motriu i la politja conduïda, respectivament, i d1 i d2 els seus diàmetres, la relació de transmissió (i) la podem calcular fent servir l'expressió:

i = n2 : n1 = d1 : d2

Preguntes freqüents

Què és una màquina segons aquest document?

És un conjunt de mecanismes amb moviments coordinats que transforma una forma d'energia en treball útil o en un altre tipus d'energia.

Quina és la diferència entre màquines simples i complexes?

Les màquines simples són dispositius senzills amb un o dos elements que només requereixen una força. Les màquines complexes transformen energia d'entrada, com la del vent, l'aigua, el foc o un combustible, i són motrius, com un automòbil o una turbina.

Quina és la relació de moments de la palanca?

La relació de moments és F · d1 = R · d2, on F és la força aplicada i R la resistència.