Πώς εφαρμόζονται οι νόμοι της Newton σε απλά μηχανήματα;
* μοχλοί: Ένας μοχλός είναι ένα άκαμπτο αντικείμενο που περιστρέφεται γύρω από ένα σταθερό σημείο που ονομάζεται Fulcrum. Όταν μια δύναμη εφαρμόζεται στο ένα άκρο του μοχλού, προκαλεί την περιστροφή του άλλου άκρου γύρω από το πλήθος. Η ποσότητα δύναμης που απαιτείται για την ανύψωση ενός φορτίου με μοχλό είναι αντιστρόφως ανάλογη προς την απόσταση από το πλήθος μέχρι το σημείο όπου εφαρμόζεται η δύναμη. Αυτό σημαίνει ότι όσο πιο κοντά εφαρμόζεται η δύναμη στο Fulcrum, τόσο λιγότερη δύναμη απαιτείται για την ανύψωση του φορτίου.
* Τροχαλίες: Μια τροχαλία είναι ένας τροχός και άξονας που χρησιμοποιείται για να αλλάξει την κατεύθυνση μιας δύναμης. Όταν μια δύναμη εφαρμόζεται σε ένα σχοινί που είναι τυλιγμένο γύρω από μια τροχαλία, προκαλεί την περιστροφή και την ανύψωση της τροχαλίας και την ανύψωση του φορτίου. Η ποσότητα δύναμης που απαιτείται για την ανύψωση ενός φορτίου με τροχαλία είναι ίση με το βάρος του φορτίου διαιρούμενο με τον αριθμό των τροχαλιών στο σύστημα.
* κεκλιμένα επίπεδα: Ένα κεκλιμένο επίπεδο είναι μια κεκλιμένη επιφάνεια που διευκολύνει την ανύψωση ενός φορτίου. Όταν ένα φορτίο τοποθετείται σε κεκλιμένο επίπεδο, η δύναμη που απαιτείται για την ανύψωση μειώνεται από την ποσότητα δύναμης που ενεργεί παράλληλα με το επίπεδο. Όσο πιο απότομο είναι κεκλιμένο επίπεδο, τόσο λιγότερη δύναμη απαιτείται για την ανύψωση του φορτίου.
Ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα (νόμος κίνησης) δηλώνει ότι η επιτάχυνση ενός αντικειμένου είναι άμεσα ανάλογη με την καθαρή δύναμη που ενεργεί στο αντικείμενο και αντιστρόφως ανάλογη με τη μάζα του αντικειμένου. Αυτός ο νόμος εφαρμόζεται σε απλά μηχανήματα με τους ακόλουθους τρόπους:
* μοχλοί: Η επιτάχυνση ενός φορτίου που ανυψώνεται με μοχλό είναι άμεσα ανάλογη προς τη δύναμη που εφαρμόζεται στον μοχλό και αντιστρόφως ανάλογη προς τη μάζα του φορτίου. Αυτό σημαίνει ότι όσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη που εφαρμόζεται στο μοχλό, τόσο πιο γρήγορα το φορτίο θα επιταχύνει και το βαρύτερο φορτίο, τόσο πιο αργό θα επιταχύνει.
* Τροχαλίες: Η επιτάχυνση ενός φορτίου που ανυψώνεται με τροχαλία είναι άμεσα ανάλογη προς τη δύναμη που εφαρμόζεται στο σχοινί και αντιστρόφως ανάλογη προς τη μάζα του φορτίου. Αυτό σημαίνει ότι όσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη που εφαρμόζεται στο σχοινί, τόσο πιο γρήγορα θα επιταχύνει το φορτίο και το βαρύτερο φορτίο, τόσο πιο αργό θα επιταχύνει.
* κεκλιμένα επίπεδα: Η επιτάχυνση ενός φορτίου που ανυψώνεται με κεκλιμένο επίπεδο είναι άμεσα ανάλογη προς τη δύναμη που ενεργεί παράλληλα με το επίπεδο και αντιστρόφως ανάλογη προς τη μάζα του φορτίου. Αυτό σημαίνει ότι όσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη που ενεργεί παράλληλα με το επίπεδο, τόσο πιο γρήγορα το φορτίο θα επιταχύνει και το βαρύτερο φορτίο, τόσο πιο αργό θα επιταχύνει.
Τρίτος νόμος του Νεύτωνα (νόμος δράσης και αντίδρασης) δηλώνει ότι για κάθε δράση υπάρχει μια ίση και αντίθετη αντίδραση. Αυτός ο νόμος εφαρμόζεται σε απλά μηχανήματα με τους ακόλουθους τρόπους:
* μοχλοί: Όταν μια δύναμη εφαρμόζεται σε ένα μοχλό, ο μοχλός ασκεί ίση και αντίθετη δύναμη στο αντικείμενο που ανυψώνεται. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ένας μοχλός μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανύψωση αντικειμένων που είναι πολύ βαρύτερα από τον ίδιο τον μοχλό.
* Τροχαλίες: Όταν μια δύναμη εφαρμόζεται σε ένα σχοινί που είναι τυλιγμένο γύρω από μια τροχαλία, η τροχαλία ασκεί ίση και αντίθετη δύναμη στο σχοινί. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο μια τροχαλία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αλλάξει την κατεύθυνση μιας δύναμης.
* κεκλιμένα επίπεδα: Όταν ένα φορτίο τοποθετείται σε κεκλιμένο επίπεδο, το επίπεδο ασκεί ίση και αντίθετη δύναμη στο φορτίο. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ένα κεκλιμένο επίπεδο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να διευκολύνει την ανύψωση ενός φορτίου.
