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Macchine semplici

Che cosa sono le macchine semplici?

Una macchina è detta semplice se non è possibile scomporla in macchine ancora più elementari.

Da un punto di vista storico una macchina semplice è un congegno elementare che consente di fare equilibrio a una forza resistente o resistenza mediante una forza motrice o potenza di intensità inferiore alla precedente.

Lo studio del comportamento di una macchina eseguito secondo tale definizione, cioè in base al solo esame delle forze e non delle energie in gioco, è certamente incompleto, ma il fatto è spiegabile quando si pensi che la macchina costituì alle sue origini un semplice mezzo per moltiplicare la forza dell'uomo.

In tal modo, si trascurava però il fatto che, se per mezzo di una macchina semplice, si dimezza per esempio la forza necessaria a sollevare a una determinata altezza un certo peso, viene raddoppiato automaticamente lo spostamento necessario per far raggiungere al peso la stessa altezza rimanendo invariato il lavoro meccanico da compiere.

L'ignoranza dei concetti di "lavoro" e di "potenza" determinarono quindi la limitazione del problema. Si spiega così anche la definizione di guadagno o vantaggio meccanico, usata in passato, per definire il rapporto tra l'intensità della forza resistente e quella della forza motrice che, come detto, non corrisponde realmente a nessun vantaggio energetico.

Esempi di macchine semplici

Vengono classificate tra le macchine semplici: la leva, il verricello, la carrucola, il piano inclinato, il cuneo, la vite, il torchio idraulico.

Le prime tre (leva, verricello e carrucola) danno la possibilità di equilibrare una forza resistente con una forza motrice di diversa intensità e direzione sfruttando l'equilibrio dei corpi rigidi intorno a un asse di rotazione fisso.

Il piano inclinato, il cuneo e la vite impiegano la forza motrice per equilibrare direttamente soltanto una componente, in generale piccola, della forza resistente, scaricandone su un vincolo fisso la componente residua.

Il torchio idraulico, infine, trasforma in pressione le forze, facendole agire su stantuffi di area opportuna; l'uguaglianza della pressione in tutti i punti di un fluido in quiete (principio di Pascal) fa si che a stantuffi di area diversa corrispondano forze di diversa intensità.

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