Definizione Wikipedia (Italian version):
Una macchina semplice e' chiamata cosi' perche' non si puo' scomporre in macchine ancora piu' elementari. Dal punto di vista storico e della fisica, rappresentano le tecnologie piu' antiche per potenziare enormemente la forza muscolare, attraverso il principio del guadagno meccanico.
Tradizionalmente, vi sono sei macchine semplici:
Esse aiutano l'uomo a compiere diverse specie di lavoro: a sollevare, trasportare, ruotare, tirare e tagliare. Combinando insieme le macchine semplici, si hanno le macchine complesse. Per lo piu' le macchine complesse sono destinate ad eseguire compiti specifici.
La nostra macchina semplice, la puleggia, ha 2 interfacce (una fissa ed una mobile). Essa ha 6 tornanti, intesi il numero di giri con cui il filo e' avvolto intorno a 2 punti: ogni volta che il filo viene avvolto intorno ad uno di questi punti e' un tornante.
Noi analizzeremo il funzionamento della macchina semplice un tornante per ogni punto alla volta. I punti sono 2, quindi si procedera' due tornanti a volta.
Sceglietevi 2 bastoncini che rappresentano i 2 punti attorno ai quali si avvolgono i tornanti. In una piccola travetta di legno praticare dei fori dal diametro dei bastoncini alla distanza di 5 cm l'uno dall'altro. Il primo foro, che rappresenta l'interfaccia fissa, farlo leggermente piu' piccolo degli altri per permettere un incastro piu' agevole del bastoncino (evitare uso di colle, basta incastrare). Il secondo bastoncino sara' l'interfaccia mobile, quindi si dovra' poterlo muovere liberamente. Per ridurre al minimo gli errori si puo' usare bastoncini molto fini, oppure chiodi, o fissare i chiodi sui bastoncini.
Questa esperienza e' possibile anche usando le dita al posto dei bastoncini e fare a meno del travetto di legno.
Una volta finita la costruzione del necessario possiamo iniziare la sperimentazione. Fissare all'interfaccia fisso uno dei capi della corda ed avvolgelo una volta intorno all'interfaccia mobile. Per descrivere il numero di tornanti uso la dicitura, per esempio per descrivere 1 tornante per ogni punto, 1:1.
I dati da prendere sono: la posizione iniziale di B [IposB], le 3 posizioni finali diverse di B [FposB] [FposB1] [FposB2] e le 3 rispettive variazioni del filo [ΔfB] [ΔfB1] [ΔfB2].
Qua riporto la tabella con le misurazioni fatte:
n° giri | IposB | FposB | FposB1 | FposB2 | ΔfB | ΔfB1 | ΔfB2 |
1:1 | +5 | +20 | +45 | +65 | -15 | -40 | -60 |
2:2 | +5 | +20 | +45 | +65 | -30 | -80 | -120 |
3:3 | +5 | +20 | +45 | +65 | -45 | -120 | -180 |
4:4 | +5 | +20 | +45 | +65 | -60 | -160 | -240 |
5:5 | +5 | +20 | +45 | +65 | -75 | -200 | -300 |
Con questi dati ora siamo in grado di calcolare il momento; ecco la formula, dove con ΔposB si intende la posizione finale di B - quella iniziale:
ΔfB + (ΔposB * n° giri) = 0
Esempi del momento:
x | n° giri | M = x * n° giri | |
ΔposB | 15 | 1 | 15 |
ΔfB | -15 | -15 | |
Σ | 0 |
x | n° giri | M = x * n° giri | |
ΔposB | 40 | 2 | 80 |
ΔfB | -80 | -80 | |
Σ | 0 |