Per capire le leve e le macchine semplici è necessario far riferimento ad un argomento precedente: Le macchine, la meccanica e le forze.
Cosa sono le macchine semplici?
Le macchine possono essere “semplici” o “complesse”.
♦ Una macchina è complessa se può essere “scomposta” in macchine più elementari;
♦ Una macchina semplice, invece, è una macchina “elementare” che non può essere scomposta in macchine ancora più elementari.
Le macchine semplici, in pratica, sono le macchine che erano già disponibili nell’antichità, basate sulla forza muscolare. Un qualsiasi dispositivo atto a vincere una forza (resistenza) con la sola forza muscolare (forza motrice) è detta macchina semplice.
Macchine semplici sono la leva, la carrucola, il verricello, l’argano, la ruota, ecc.
Le leve
La leva è la macchina semplice più importante. Da essa derivano quasi tutte le macchine semplici (come carrucola, ruota, ecc.).
La leva è formata da un’asta rigida che può ruotare intorno ad un punto fisso detto fulcro (F). Il principio di funzionamento della leva consente di sollevare grandi carichi con una forza modesta.
La forza applicata alla macchina (o dall’uomo) è detta forza motrice (FM), la forza da vincere (ad esempio un peso) è detta forza resistente (FR).
La distanza tra fulcro e forza resistente è detta braccio resistente. La distanza tra fulcro e forza motrice è detta braccio della forza motrice.
Classificazione delle leve
Le leve vengono classificate in base alla posizione del fulcro rispetto in alla forza motrice FM e alla la forza resistente FR:
Leva di 1° genere INTERFULCRO – il fulcro si trova tra la forza motrice e la forza resistente (esempi: altalena, tenaglia, forbici, ecc.).
Leva di 2° genere INTERRESISTENTE – Il fulcro si trova ad una estremità e la forza resistente si trova in mezzo (es. schiaccianoci, cariola, ecc.).
Leva di 3° genere INTERPOTENTE – Il fulcro si trova ad una estremità e la forza motrice si trova in mezzo (es. pinzette, canna da pesca, ecc.).
La leva si dice vantaggiosa se con una piccola forza motrice si può vincere una forza resistente più grande.
Più il fulcro è vicino alla forza resistente, più la leva è vantaggiosa (perché il braccio della forza motrice è più grande di quello della forza resistente).
- La leva di 1° genere è VANTAGGIOSA solo se il braccio della forza motrice è maggiore di quello della forza resistente.
- La leva di 2° genere è sempre VANTAGGIOSA.
- La leva di 3° genere è sempre SVANTAGGIOSA
Macchine semplici derivanti dalla leva
Esistono delle macchine semplici che derivano dalla leva (sono, in pratica, forme particolari di leve).
Esse sono la carrucola, il verricello, l’argano e la ruota.
 La CARRUCOLA, o puleggia, è una macchina semplice costituita da un disco scanalato, capace di ruotare intorno al proprio asse, che ha la funzione di guidare una fune. Il principio di funzionamento della carrucola è simile a quello della leva.
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Il VERRICELLO è una macchina semplice formata da un tamburo (asse) orizzontale intorno al quale si avvolge una fune o una catena, e da una manovella o ruota.
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L’ARGANO è, in pratica, un verricello ad asse verticale. Verricello e argano servono per sollevare o spostare carichi.
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 La RUOTA è una delle più importanti macchine mai inventate: si comporta come una leva a 360° che gira intorno ad un punto centrale fisso, chiamato PERNO: poiché la ruota è molto più grande del perno, in un giro essa compie una distanza maggiore. Il moto CIRCOLARE del perno è convertito dalla ruota in un movimento rettilineo lineare che può spostare dei carichi sul suolo. Una ruota può anche essere utilizzata per aumentare una forza, come nel caso del CACCIAVITE.
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Altre macchine semplici
Altre macchine semplici sono costituite dal piano inclinato e dalle sue applicazioni (cuneo e vite).
IL PIANO INCLINATO è una macchina semplice costituita da un piano che forma un angolo con il piano orizzontale. Permette di sollevare corpi pesanti facendoli scorrere sul piano applicando una forza motrice più piccola.
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Il CUNEO, una macchina semplice utilizzata per tagliare un oggetto e separarlo in due parti, è un’applicazione pratica del piano inclinato (le sue due pareti inclinate permettono di vincere la resistenza del materiale).
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Anche la VITE è una macchina semplice che può essere considerata un’applicazione pratica del piano inclinato. La vite può essere infatti considerata come un piano inclinato avvolto intorno ad un cilindro.
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