Màquines simples: palanca, politja, cargol i avantatge mecànic
Resum
El document explica el concepte de màquina com a transformadora d'energia en treball, introdueix el treball, l'energia, la potència i la classificació de les màquines. Després estudia les màquines simples (palanca, roda i politja, cargol) i el concepte d'avantatge mecànic, amb les seves lleis i fórmules bàsiques.
Punts clau
- Una màquina transforma l'energia en treball útil o en un altre tipus d'energia; les reals tenen pèrdues per fricció i escalfament.
- El treball es calcula com W = F · S i es mesura en Joules (J); la potència és P = W / ΔT i es mesura en watts (W).
- Les màquines simples requereixen només una força per funcionar i serveixen per multiplicar forces: palanca, roda, politja, cargol, pla inclinat i falca.
- L'avantatge mecànic és la relació entre la resistència R que es pot contrarestar i la força F que cal aplicar.
- La llei de la palanca és F · d1 = R · d2; si el braç de la força és més llarg que el de la resistència, la força necessària és menor que la resistència.
- La politja fixa no multiplica forces (avantatge mecànic igual a 1), mentre que el polipast combina politges per reduir la força necessària.
Màquines: Transformació d'Energia en Treball
Una màquina és un conjunt de dispositius capaços de transformar l'energia en treball útil o en un altre tipus d'energia.
Treball i Energia
El treball és l'acció d'aplicar una o més forces sobre un cos i provocar o modificar-ne el moviment. Es calcula com: W(J) = F(N) · S(m), on 1J = 1N · 1m.
Quan s'efectua un treball, es gasta una quantitat d'energia. Per tant, per realitzar un treball, es necessita energia. Es mesura en Joules (J).
La Màquina Ideal
La màquina ideal és aquella que transforma íntegrament tota l'energia que rep en treball o en un altre tipus d'energia. Les màquines reals tenen un rendiment inferior a l'energia consumida, ja que hi ha pèrdues per fricció, escalfament, etc. Wh = Wv; F · L = R · h -> F = R · h / L
Potència
La potència és la rapidesa amb què es duu a terme el treball o es transforma l'energia. Es calcula com: P(W) = W(J) / ΔT(s). 1 cv = 736 W
Classificació de les Màquines
Les màquines es poden classificar:
- Segons la seva constitució: simples o compostes.
- Segons l'àmbit d'actuació: elèctriques, agrícoles, tèxtils, de construcció, etc.
Màquines Simples
Les màquines simples són dispositius senzills, generalment formats per un sol element, que requereixen únicament l'aplicació d'una força per poder funcionar i faciliten la realització de treball. S'utilitzen per multiplicar forces (palanca, cargol, roda, pla inclinat i falca).
Avantatge Mecànic
L'avantatge mecànic és la relació entre la força o resistència (R) que pot contrarestar una màquina simple amb la força (F) que cal aplicar-hi.
La Palanca
La palanca consisteix en una barra rígida, recolzada en un punt de suport o fulcre al voltant del qual pot girar. Els elements d'una palanca són: 1. resistència; 2. fulcre; 3. força.
Llei de la Palanca
La llei de la palanca s'expressa com: F · d1 = R · d2. Si d1 > d2 -> R > F; si d1 = d2 -> R = F; si d2 > d1 -> R < F (en aquest cas, l'avantatge mecànic és inferior a 1).
La Roda i la Politja
Politja Fixa o Corriola
La politja fixa o corriola és una roda suspesa per l'eix, sobre el qual pot girar, amb la superfície acanalada per passar-hi una corda, els extrems de la qual pengen per cada costat. La força que s'ha de fer és la mateixa que el valor de la càrrega. L'avantatge mecànic és igual a la unitat, no hi ha multiplicació de forces. Es comporta com una palanca de primer grau i braços iguals.
Politja Mòbil i Polipast
El polipast són màquines formades per la combinació de politges. En tots els casos: F(N) = (R(càrrega) + Q(pes politges)) / H(cordes)
Els Cargols
Els cargols estan formats per rosques (plans inclinats enrotllats entorn d'una superfície, normalment cilíndrica). La rosca està formada per un ressalt i un solc, anomenat filet, que descriu una línia helicoïdal. La distància entre dues crestes consecutives d'una mateixa rosca s'anomena pas de la rosca. Si el filet s'aplica a una superfície cilíndrica interior, s'obté una femella. Si el cargol i la femella tenen el mateix diàmetre i la mateixa rosca, es poden acoblar i fer avançar l'un en l'altre.
Descarregar
PDF Word HTMLPreguntes freqüents
Què és l'avantatge mecànic?
És la relació entre la força o resistència que una màquina simple pot contrarestar i la força que cal aplicar-hi. Indica quant es multiplica la força.
Quina és la llei de la palanca?
La llei de la palanca s'expressa com F · d1 = R · d2. Si d1 és més gran que d2, la resistència R és més gran que la força F.
Quina diferència hi ha entre una politja fixa i un polipast?
La politja fixa només canvia la direcció de la força i no multiplica forces. El polipast combina politges i permet reduir la força necessària per aixecar una càrrega.
Posa't a prova
Targetes de repàs
Clica una targeta per veure la resposta.
Test
Preguntes generades amb IA a partir del document: comprova les respostes amb el text.