Concetti Chiave
- Il piano inclinato è una macchina semplice usata per sollevare pesi, con un angolo che influisce sul suo vantaggio; più bassa è la pendenza, più facile è il sollevamento.
- Il cuneo, derivato dal piano inclinato, è un solido a sezione triangolare isoscele, il cui vantaggio aumenta con la diminuzione dell'angolo delle facce, facilitando la penetrazione nei materiali.
- La vite è una delle macchine semplici più comuni, composta da un cilindro metallico con un filetto a spirale, utilizzata per unire pezzi, forare e generare pressioni.
- Il verricello è formato da due cilindri con raggi differenti e permette di sollevare pesi grazie alla fune avvolta attorno al cilindro più piccolo, sfruttando il principio della leva.
- Tutte queste macchine semplici sono state utilizzate storicamente, ad esempio dagli Egizi per la costruzione delle piramidi, dimostrando la loro importanza nel sollevamento e nel movimento di oggetti pesanti.
Che cos'è il piano inclinato?
Macchine semplici di uso molto comune sono: il piano inclinato, il cuneo, la vite, il verricello.
- Il piano inclinato si può schematizzare con un piano rigido e levigato, formante un angolo a con il piano orizzontale. Il vantaggio del piano inclinato è tanto maggiore quanto minore è la pendenza del piano. Se si applica al corpo posto sul piano una forza un poco maggiore di quella necessaria all’equilibrio, il corpo viene sollevato lungo il piano inclinato. Di solito si ricorre al piano inclinato per sollevare botti, tronchi d’albero o altri pesi. Questa macchina semplice fu usata fin dall’antichità. Gli Egizi ne fecero largo uso per la costruzione delle piramidi.
Il cuneo
- Il cuneo deriva dal piano inclinato e può essere considerato un solido avente per sezione un triangolo isoscele. Esempi di cuneo sono: la scure, lo scalpello, il comune coltello. Nel cuneo vi sono: la base AB che si chiama testa, due facce uguali o fianchi e l’angolo a.
Sulla testa t agisce la forza agente, mentre sulle facce f agiscono perpendicolarmente le forze resistenti. Il vantaggio del cuneo è tanto maggiore, quanto minore è l’angolo a delle due facce. Quando infatti si spacca la legna, si può sperimentare che il cuneo penetra tanto più facilmente quanto più è appuntito.
La vite
- La vite deriva dal piano inclinato ed è la macchina semplice di uso più comune. Se si osserva una grossa vite (per esempio un cavaturaccioli), si nota che essa consta di un cilindro metallico attorno al quale è avvolto a elica un rilievo chiamato filetto. La distanza costante fra le sezioni di due spire consecutive è denominata passo. Il filetto scorre, si avvita, in un solco a spirale scavato entro una cavità cilindrica che si chiama madrevite. Vi sono in commercio anche viti libere da legno che scavano la madrevite a mano a mano che si avvitano.
Le viti servono per tenere uniti i diversi pezzi delle costruzioni in legno o in metallo, per forare (succhiello), per produrre forti pressioni (torchio a vite), per produrre movimenti (eliche per navi, per aerei, per ventilatori, ecc.).
Il verricello
- Il verricello è costituito da due cilindri rigidamente fissi l’uno all’altro e con raggi a e b differenti; precisamente b è molto maggiore di a. Al cilindro di raggio minore si avvolge una fune alla quale è generalmente applicata la resistenza come forza peso. Al cilindro di raggio maggiore, invece, è applicata la forza agente. È evidente che questa macchina è sempre vantaggiosa, si può paragonare a una leva di 1° genere con br mulinello da pesca (con maniglia e tamburo avvolgifilo) si può considerare un verricello.
Domande da interrogazione
- Qual è il principio di funzionamento del piano inclinato?
- In che modo il cuneo è derivato dal piano inclinato?
- Qual è la funzione principale della vite e come è strutturata?
- Come funziona il verricello e quali sono le sue caratteristiche?
Il piano inclinato consente di sollevare oggetti applicando una forza leggermente superiore a quella necessaria per l'equilibrio, facilitando il sollevamento di pesi come botti e tronchi. La sua efficacia aumenta con la diminuzione della pendenza (testo).
Il cuneo è un solido con sezione triangolare isoscele, derivato dal piano inclinato. La sua efficacia aumenta con la diminuzione dell'angolo delle facce, rendendo più facile la penetrazione, come dimostrato durante la scissione della legna (testo).
La vite, derivata dal piano inclinato, è una macchina semplice utilizzata per unire pezzi di legno o metallo, forare e generare movimenti. È composta da un cilindro metallico con un filetto avvolto a spirale, che scorre in una madrevite (testo).
Il verricello è formato da due cilindri di raggi differenti, dove il cilindro più piccolo avvolge una fune per applicare la resistenza, mentre quello più grande applica la forza agente. È vantaggioso e può essere paragonato a una leva di 1° genere (testo).
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