Jednostavni strojevi
pet, 24.velj 2017

Mehanika je najstarija grana fizike. Njome su se nekoliko stoljeća prije Krista bavili već antički grčki znanstvenici. Najpoznatiji među njima, Arhimed, 240. pr. Kr. spoznao je načelo zakona poluge: dvostruko dulji put znači upola manju snagu. Navodno je rekao: Dajte mi čvrsto uporište i svijet ću pomaknuti s mjesta.

Poluga, kosina, klin, vijak, kotač s osovinom i kolotur jednostavni su strojevi. Strojevi su naprave koje prenose silu, a pritom mogu promijeniti njezinu veličinu i/ili smjer. Katkad ih nazivamo mašinama: riječ potječe iz grčkoga i latinskoga, a znači pomoćno sredstvo ili oruđe.

Već je Arhimed konstruirao važne strojeve. Tako je navodno načinio stroj koji je uz minimalan utrošak energije mogao podići goleme terete. Danas taj stroj poznajemo pod nazivom koloturnik. Svi strojevi, bilo da se radi o vijku, klinu ili kotaču su oruđa. U svakome stroju, koliko god on bio složen, možemo prepoznati rad jednostavnih strojeva.

I najmanji i najjednostavniji stroj za rad treba izvor energije. U slučaju klina ili jednostavne poluge energiju daje snaga ljudskih mišića. Stari mlinovi za pogon su iskorištavali energiju vjetra i vode, bili su to prvi pogonski strojevi.

Otkrićem parnoga stroja na pozornicu stupa nov izvor energije. Tada se prvi put toplinska energija nastala izgaranjem pretvarala u kinetičku.

Danas postoje razni pogonski strojevi, odnosno motori: u automobilima, zrakoplovima, brodovima. Svi energiju iz prirode pretvaraju u mehaničku, koja pokreće strojeve i obavlja poslove umjesto nas.

Međutim, čak i najsavršeniji stroj može tek djelomično iskoristiti energiju koju dobiva. Velik se dio energije, naime, gubi trenjem i razvijanjem topline. To je jedan od razloga zašto perpetuum mobile, stroj koji bi bez dovođenja energije izvana vječno radio, nikad neće proraditi. S druge strane, trenje je u nekim slučajevima dobrodošlo, primjerice pri kočenju vozila. Osim toga, bez trenja guma po asfaltu vozila na kotačima uopće se ne bi mogla kretati.

 

Kako djeluje kosina?

Lakše je neki predmet podići ukoso nego okomito. Što je nagib kosine manji, to je put, doduše, dulji, ali je zato potrebno uložiti mnogo manje snage. Planinski prijevoji također su kosine – zbog toga ih bez problema mogu svladati i automobili slabijih motora.

Što je energija?

Energija je sposobnost nekog tijela ili sustava da obavi neki rad. Mnogo je vrsta energije: toplinska, električna, mehanička, kemijska, atomska i druge. Energija dolazi iz materije. Ni energija ni materija ne mogu se uništiti. Primjenom energije za obavljanje rada ona samo mijenja oblik: primjerice, dok plješćemo, mehanička se energija mijenja u toplinsku energiju zagrijanih dlanova.

Kako se može smanjiti trenje?

Ako se između dvije površine nanese tekućina, trenje se smanjuje. U automobilskim motorima kao sredstvo za podmazivanje rabi se ulje. Podmazani kuglični ležajevi također smanjuju trenje. Kuglice se okreću između dva prstena te tako smanjuju trenje među njima.

Što je perpetuum mobile?

Riječ dolazi iz latinskog i znači predmet koji se stalno kreće. Perpetuum mobile je utopijski stroj koji bi se nakon pokretanja trebao zauvijek kretati. Izumitelji su to često pokušavali postići uporabom kuglica ili padanja vode. Međutim, svakome stroju za rad treba ovesti energiju. U suprotnom će ga trenje nakon nekog vremena sigurno zaustaviti.

 

 

Frano Knezović