Eine einfache Maschine ist ein mechanisches Gerät, das Kraft und Bewegung nutzt, um Arbeit zu verrichten. Dabei handelt es sich um grundlegende Werkzeuge zur Vervielfachung oder Änderung der Richtung einer ausgeübten Kraft, wodurch die Arbeit erleichtert wird.
Es gibt sechs Haupttypen einfacher Maschinen: den Hebel, die Riemenscheibe, das Rad und die Achse, die schiefe Ebene, den Keil und die Schraube. Jede Art einfacher Maschine nutzt eine ausgeübte Kraft, um eine bestimmte Aufgabe auszuführen, beispielsweise das Heben eines schweren Gegenstands, das Bewegen einer Last oder das Teilen eines Gegenstands in zwei Teile.
Viele Werkzeuge und Geräte verwenden in ihren Konstruktionen Maschinen dieser Art. Das Verständnis dieser Art von Maschinen ist für Ingenieurwesen und Technologie von grundlegender Bedeutung und war maßgeblich an der Entstehung der meisten Erfindungen und Geräte beteiligt, die wir heute verwenden.
Einfache Maschinen sind in der Mechanik der Physik angesiedelt, insbesondere in dem Zweig der Mechanik, der sich mit der Kinematik und Dynamik bewegter Objekte und den sie beherrschenden physikalischen Prinzipien befasst.
Welche Funktion hat eine einfache Maschine?
Einfache Maschinen werden eingesetzt, um größere Arbeiten zu erledigen oder Arbeiten zu erleichtern, die alleine nur schwer oder gar nicht zu bewältigen wären. Einige der Funktionen einfacher Maschinen sind:
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Kraft vervielfachen: Einfache Maschinen wie Hebel, Winde und Hydraulikzylinder werden verwendet, um die ausgeübte Kraft zu vervielfachen. Durch die Anwendung einer kleinen Kraft an einem Ende der Maschine kann am anderen Ende eine viel größere Kraft erzeugt werden.
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Ändern der Kraftrichtung: Einige dieser Maschinen werden verwendet, um die Richtung einer ausgeübten Kraft zu ändern. Mit einem Flaschenzug kann beispielsweise eine schwere Last hochgehoben werden, anstatt sie nach oben zu schieben.
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Geschwindigkeit ändern: Die schiefe Ebene und der Keil sind zwei Arten von Maschinen, mit denen die Geschwindigkeit eines sich bewegenden Objekts geändert werden kann. Beispielsweise kann eine schiefe Ebene verwendet werden, um ein sich nach unten bewegendes Objekt abzubremsen.
Arten einfacher Maschinen
Es gibt sechs Haupttypen einfacher Maschinen:
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Der Hebel: besteht aus einer starren Stange, die sich um einen Drehpunkt oder Drehpunkt (auch Drehpunkt genannt) dreht. Der Hebel wird verwendet, um die ausgeübte Kraft zu vervielfachen, die Richtung der Kraft zu ändern oder den Weg zu vergrößern, über den die Kraft ausgeübt wird.
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Die schiefe Ebene: ist eine geneigte Fläche, die dazu dient, Gegenstände auf eine Höhe zu heben, die größer ist als die Höhe der umgebenden ebenen Fläche. Die schiefe Ebene wird verwendet, um die Kraft zu reduzieren, die zum Heben eines schweren Gegenstands erforderlich ist.
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Die Riemenscheibe: Es handelt sich um ein Rad mit einer Rille am Rand, das zum Heben schwerer Gegenstände dient. Riemenscheiben werden verwendet, um die Richtung der ausgeübten Kraft zu ändern und die ausgeübte Kraft zu vervielfachen.
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Die Schraube: Es handelt sich um eine zylindrische Stange mit einem Gewinde an der Oberfläche, die zum Halten und Bewegen von Gegenständen dient. Schrauben werden verwendet, um die aufgebrachte Kraft zu vervielfachen und eine Drehbewegung in eine lineare Bewegung umzuwandeln.
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Der Keil: Es handelt sich um einen dreieckigen Gegenstand mit einer breiten Basis und einer scharfen Spitze, der zum Trennen von Gegenständen verwendet wird. Keile werden verwendet, um die ausgeübte Kraft zu vervielfachen und die Richtung der ausgeübten Kraft zu ändern.
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Der hydraulische Richter: Es handelt sich um ein Gerät, das eine inkompressible Flüssigkeit verwendet, um Kraft von einem Punkt auf einen anderen zu übertragen. Der hydraulische Richter wird verwendet, um die ausgeübte Kraft zu vervielfachen und die Richtung der ausgeübten Kraft zu ändern.
Beispiele einfacher Maschinen
Hier sind einige gängige Beispiele für einfache Maschinen und wie sie verwendet werden:
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Hebel: Schere, Zange, Klauenhammer, Schraubenschlüssel, Flaschenöffner und Wippe.
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Schiefe Ebene: Rampen, Treppen, Rutschen und ein Straßengraben.
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Flaschenzug: Kräne, Hebezeuge, Vorhänge, an einer Wäscheleine hängende Kleidung und ein Deckenventilator.
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Schraube: Eine Schraube zum Befestigen von Gegenständen oder ein mechanischer Wagenheber zum Anheben eines Autos.
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Keil: Messer, Äxte, Holzkeile zum Spalten von Baumstämmen und Nägel.
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Hydraulischer Richter: hydraulische Wagenheber, Scheibenbremsen in einem Auto, hydraulische Lenksysteme und die Bremssysteme von Flugzeugen.
