Inhalt
Alle Arten von Maschinen mit beweglichen Teilen verbrauchen kinetische Energie. Unabhängig von der Komplexität sind bewegliche Teile eine Kombination oder eine Reihe einfacher Maschinen. Einfache Maschinen werden oft verwendet, um den Betrag der anfänglichen Anstrengung zu multiplizieren oder die Richtung einer Kraft zu ändern. Einfache Maschinen, die kinetische Energie nutzen, umfassen den Hebel, die Riemenscheibe, die schiefe Ebene sowie das Rad und die Achse.
Hebel
Mithilfe von Hebeln können wir schwere Gewichte ohne großen Kraftaufwand heben, indem wir die von uns ausgeübte Kraft durch einfachen mechanischen Vorteil multiplizieren. Zum Funktionieren ist kinetische Energie erforderlich, da Hebel Objekte nur dann bewegen können, wenn sie durch eine äußere Kraft bewegt werden. Einfache Hebel bestehen aus zwei Teilen: dem Drehpunkt und dem Griff.
Es gibt drei Hebelklassen, je nachdem, wo sich die Last und der Drehpunkt befinden und wo die Anfangskraft aufgebracht wird: erste, zweite und dritte Klasse. Bei einem erstklassigen Hebel befindet sich der Drehpunkt in der Mitte der Anstrengung und der Last. Bei einer zweiten Klasse liegt die Anstrengung in der Mitte der Last und des Drehpunkts. Bei einer dritten Klasse befindet sich die Ladung in der Mitte der Anstrengung und des Drehpunkts.
Rolle
Eine Riemenscheibe ist eine einfache Maschine, die aus einem Rad und einem Seil besteht. Wie ein Hebel benötigt es kinetische Energie, um zu funktionieren. Riemenscheiben werden häufig verwendet, um die Richtung einer Kraft zu ändern, die zum Bewegen eines Objekts angewendet werden muss. Sie können beispielsweise am Seil einer Riemenscheibe ziehen, um ein Objekt anzuheben, anstatt das Objekt selbst anzuheben. Es gibt drei Arten von Riemenscheiben: feststehend, beweglich und zusammengesetzt. Feste Riemenscheiben ändern nur die Richtung der Kraft, während bewegliche Riemenscheiben die von Ihnen ausgeübte Kraft vervielfachen können. Verbundscheiben sind eine Kombination aus einer festen und einer beweglichen Scheibe.
Schiefe Ebene
Mit einer geneigten Ebene können Sie schwere Objekte leicht auf eine höhere Höhe bewegen. Das zu bewegende Objekt benötigt jedoch zunächst eine kinetische Energiequelle, um sich zu bewegen. Eine geneigte Ebene hat zwei Endpunkte, die sich in der Höhe unterscheiden. Sie können ein Objekt leicht vom unteren zum oberen Punkt bewegen, da die anfängliche kinetische Energie, die zum „Anheben“ des Objekts erforderlich ist, verringert wird. Dies bedeutet nicht, dass die Kraft, die Sie aufwenden, geringer ist, da geneigte Ebenen nur die Kraft verteilen, die erforderlich ist, wenn eine längere Bewegungslinie erstellt wird, anstatt nur das Objekt anzuheben.
Rad und Achse
Ein Rad und eine Achse sind eine Kombination aus zwei kreisförmigen Objekten unterschiedlicher Größe. Das Rad ist das größere Objekt und die Achse ist die kleinere in der Mitte des Rads. Die Achsen können je nach Anwendung fest oder beweglich sein. Obwohl ein Rad und eine Achse die auf sie ausgeübte Arbeit vervielfachen können, benötigt sie dennoch einen Schub oder eine kinetische Energie, um sich zu bewegen. Beispielsweise muss ein Radfahrer in die Pedale treten, damit sich das Fahrrad bewegen kann.