Les Màquines Simples i Principis Físics Bàsics

Les Màquines

Una màquina és un conjunt de peces acoblades entre si que permeten aprofitar, transformar o dirigir l’acció d’una força.

Components de les Màquines

• Estructura: és constituïda per una sèrie d’elements units entre si que serveixen de suport dels mecanismes de la màquina.
• Mecanismes: són formats per un conjunt de peces que, acoblades entre si, regulen l’energia que actua en la màquina.

Tipus de Moviments

• Moviment rectilini: és el que fa un objecte en aplicar-li una força que l’obliga a desplaçar-se descrivint una trajectòria en línia recta.
• Moviment curvilini: és el que presenta un objecte en aplicar-li una força que fa que es desplaci descrivint una trajectòria corba.
• Moviment alternatiu: és el que es fa en la mateixa direcció i en sentit diferent de manera alternativa.

Principis Físics de les Màquines

• Força (F): modifica l’estat de repòs. Fórmules relacionades: F = m · a. Unitat: N (Newton).
• Treball (W): fa que es desplaci un objecte un espai. W = F · d. Unitat: J (Joule).
• Potència (P): indica la quantitat de treball realitzat per unitat de temps. P = W / t. Unitat: W (Watt).

Tipus de Palanques

• De primer gènere: són les que tenen el fulcre situat entre la potència i la resistència (exemples: balances, alicates, tisores).
• De segon gènere: són les que tenen la resistència situada entre la potència i el fulcre (exemples: carretons, trencanous).

Fórmula de la palanca: F · d₁ = R · d₂

El Pla Inclinat

És un pla que té una inclinació determinada respecte al pla horitzontal i serveix per desplaçar un objecte d’un nivell a un altre.

Fórmula relacionada: F = P · h / l

Cargols i Femelles

El cargol és una peça cilíndrica que té una canal exterior en forma d’hèlix uniforme i contínua. La femella és una peça amb un forat que té a la seva superfície interior una canal interior en forma d’hèlix uniforme i contínua.

El mecanisme cargol-femella transforma un moviment circular en un moviment rectilini i, alhora, redueix l’esforç.

Fórmula relacionada: F · l = R · P

La Roda

Permet desplaçar objectes pesants i voluminosos amb poc esforç i estalvi d’energia.

La Manovella

És una palanca fixada per un dels seus extrems a un eix (el fulcre). En exercir una força, permet vèncer una resistència mitjançant un moviment de rotació.

El Torn

Està format per un corró de fusta, acer o un altre material que porta fixada una corda i que se sosté pels seus extrems en un suport adequat. En un dels extrems, té una manovella que fa girar el corró i permet enrotllar o desenrotllar la corda.

Fórmula relacionada: F · l = P · diàmetre

La Politja

És una peça cilíndrica amb un forat central per on passa un eix que possibilita el gir de la peça. Segons la forma de la llanda (part circular exterior), les politges poden ser planes, acanalades o dentades.

Tipus de Politges

• La Corriola (Politja fixa): Politja fixada pel seu eix que permet apujar o baixar objectes amb una comoditat considerable. Per la canal de la politja es fa passar una corda; en un dels extrems s'hi penja la càrrega i en l'altre s'aplica la força.
• La Politja Mòbil: El punt de suport es localitza a la corda i no a l’eix. Per aixecar un pes amb aquest tipus de politja cal fer una força igual a la meitat de la resistència que cal vèncer.