Tecnologia energia meccanica, Dispense di Tecnica della Produzione e Laboratorio

Scarica Tecnologia energia meccanica e più Dispense in PDF di Tecnica della Produzione e Laboratorio solo su Docsity! ENERGIA MECCANICA PARTE 1 MACCHINE SEMPLICI Le macchine semplici sono dispositivi che l’uomo utilizza per potenziare la forza muscolare o per velocizzare un lavoro. Generalmente vengono sfruttate per compiere lavori come trasportare, ruotare, sollevare, tirare e tagliare. Le più importanti macchine che l’uomo ha utilizzato nel corso della storia, e dalle quali successivamente è derivata tutta una lunga serie di altri meccanismi più complessi, sono la leva e il piano inclinato. Questi congegni, che servono a equilibrare o vincere una forza, si basano su una forza motrice, generalmente muscolare, che viene applicata per prevalere su quella resistente. Le macchine semplici non possono essere scomposte in altre più semplici, ma dall’associazione di due o più di esse si ottengono le macchine composte. SONO MACCHINE SEMPLICI : Piano inclinato , Leva , Vite , Cuneo , Asse della ruota , Carrucola e il Paranco. La leva La leva rappresenta la più antica tecnologia che l’uomo abbia mai usato per sfruttare al massimo la propria forza muscolare. La leva è costituita da un’asta rigida che si muove su un punto fisso, più o meno centrale, detto fulcro, mentre alle due estremità opposte vengono applicate la forza motrice (Fm) e la forza resistente (Fr), le cui distanze dal fulcro prendono il nome di bracci. Se: Fr > Fm, la macchina è vantaggiosa. Fr < Fm, la macchina è svantaggiosa. Fr = Fm, la macchina è indifferente. In base al rapporto tra forza resistente e forza motrice (o potenza) le leve si distinguono in: • vantaggiose, se la forza motrice è minore della forza resistente, ovvero se il braccio della potenza è maggiore del braccio della resistenza; • svantaggiose, se la forza motrice richiesta è maggiore della forza resistente, quindi se il braccio della potenza è più corto del braccio della resistenza; • indifferenti, se la forza motrice richiesta è uguale alla forza resistente, cioè se il rapporto tra resistenza e potenza è uguale alla distanza tra i due bracci. Secondo la disposizione del fulcro tra le due forze, le leve si distinguono in diverse categorie. • Leva di primo genere. Si ha una leva di primo genere quando il fulcro si trova tra la forza motrice (Fm) e la forza resistente (Fr). Queste leve possono essere vantaggiose quando il braccio della forza motrice è maggiore di quello della forza resistente, oppure svantaggiose o indifferenti. Esempi: altalena a bilanciere, bilancia a stadera, tenaglie, forbici, carrucola fissa, vanga, remo. • Leva di secondo genere. Si ha una leva di secondo genere quando la forza resistente si trova tra il fulcro e la forza motrice. Queste leve sono macchine sempre vantaggiose. Esempi: carriola, schiaccianoci, mantice. • Leva di terzo genere. Si ha una leva di terzo genere quando la forza motrice (potenza) si trova tra il fulcro e la forza resistente. Queste leve sono macchine sempre svantaggiose. Esempi: pinzetta, braccio umano, pinza per il ghiaccio, pinza per i carboni ardenti. Nel corpo umano l’articolazione dell’avambraccio è una leva di terzo genere. Il fulcro è il gomito, la forza motrice (Fm) è costituita dai muscoli dell’avambraccio, mentre la forza resistente (Fr) è costituita, oltre che dal peso del braccio e della mano, anche dal peso che si sta sollevando. La carrucola La carrucola è una macchina semplice costituita da una ruota o puleggia sulla cui estremità è alloggiata una scanalatura, o gola, nella quale scorre una fune. La ruota gira intorno a un asse chiamato perno ed è vincolata a una staffa su cui si trova il gancio. Viene utilizzata generalmente per sollevare dei carichi pesanti dal suolo. La carrucola può essere fissa o mobile. Carrucola fissa Il gancio della staffa è vincolato a un sostegno; alle due estremità della fune sono fissati rispettivamente il carico da sollevare (Fr) e la forza motrice (Fm). Per il lavoro che svolge, la carrucola fissa è considerata una leva di primo genere, in quanto il fulcro si trova tra la forza motrice e quella resistente. L'asse della ruota Tra le macchine semplici vi è anche l’asse della ruota; si tratta di una leva di primo genere, vantaggiosa, che può avere l’asse di rotazione orizzontale o verticale. Il verricello è costituito da un cilindro orizzontale chiamato tamburo e da una ruota, che utilizzano lo stesso asse di rotazione. Non è raro trovare in sostituzione della ruota una manovella che ricopre la stessa funzione.