Các loại máy cơ đơn giản: Cấu tạo, công dụng & ví dụ chi tiết từng loại

Đầu tiên ta làm một thí nghiệm nhỏ với quả nặng và chiếc lực kế lò xo. Giả sử vật nặng có trọng lượng 0,5 N. Ta dùng lực kế nâng vật nặng lên. Dựa vào lực kế, ta thấy cường độ lực nâng bằng trọng lượng của quả nặng.

Kết luận: Khi kéo vật lên theo phương thẳng đứng, cần phải dùng lực có cường độ lớn hơn hoặc bằng trọng lượng của vật đó.

Vậy trong thực tế, ví dụ 1 người cần kéo một chiếc ống bê tông từ dưới hố lên. Người đó có cường độ lực nâng bằng 400 N. Tuy nhiên ống bê tông có trọng lượng P = 800 N. Ta thấy rằng người đó không thể nâng ống bê tông lên được, do lực kéo F < P (trọng lượng của vật). Có cách nào để nâng được vật đó dễ dàng lên không?

Đây chính là lúc ta cần sử dụng máy cơ đơn giản.

Máy cơ đơn giản là những dụng cụ giúp công việc dễ dàng hơn. Ví dụ tấm ván đặt nghiêng, xà beng, ròng rọc,..là những máy cơ đơn giản dùng để di chuyển hoặc nâng các vật nặng lên cao dễ dàng.

Các máy cơ đơn giản cũng giúp con người tiết kiệm sức lực khi làm việc.

Có ba loại máy cơ đơn giản chính đó là đòn bẩy, ròng rọc và mặt phẳng nghiêng. Cùng tìm hiểu cấu tạo của ba loại máy cơ đơn giản này dưới đây.

Đòn bẩy là một trong những loại máy cơ đơn giản được sử dụng nhiều trong đời sống

Cấu tạo đòn bẩy

Các đòn bẩy đều có một điểm xác định gọi là điểm tựa (ví dụ điểm 0). Đòn bẩy sẽ quay quanh điểm tựa 0.

Một đầu gồm trọng lượng của vật cần nâng F1, tác dụng vào một điểm của đòn bẩy. Một đầu là lực nâng vật F2, tác dụng vào một điểm khác của đòn bẩy.

Vậy, một chiếc đòn bẩy gồm 3 phần chính

Trục kéo
Trục đẩy
Điểm tựa

Tác dụng của đòn bẩy

Đòn bẩy giúp bạn nâng một vật nặng mà không tốn nhiều sức. Chỉ cần tăng khoảng cách một đầu so với điểm tựa thì lực sử dụng nâng vật đầu bên kia sẽ càng ít đi.

Ví dụ về đòn bẩy

Một ví dụ điển hình ta thường bắt gặp ngay khi còn nhỏ đó là chiếc bập bênh (có cơ chế hoạt động của đòn bẩy). Một đầu người ngồi là lực kéo, đầu người ngồi bên kia là lực đẩy. Khi hai lực hai đầu bập bênh cân bằng thì chiếc bập bênh giữ được thăng bằng.

Ròng rọc là một loại máy cơ đơn giản, được dùng để giúp nâng lên hay hạ vật xuống một cách dễ dàng. Ngoài ra ròng rọc còn dùng để di chuyển vật từ vị trí này sang vị trí khác.

Cấu tạo của ròng rọc

Ròng rọc gồm hai loại chính là ròng rọc cố định và ròng rọc động

Bảng dưới đây cho biết cấu tạo và công dụng của hai loại ròng rọc này

Mặt phẳng nghiêng là gì?

Mặt phẳng nghiêng là một trong ba loại máy cơ kể trên. Giống như tên gọi, mặt phẳng nghiêng bao gồm một mặt phẳng có các điểm đầu và điểm cuối ở độ cao khác nhau.

Tác dụng của mặt phẳng nghiêng

Mặt phẳng nghiêng giúp cho con người được lợi về lực
Mặt phẳng nghiêng càng ít thì lực tác dụng vào vật để kéo vật lên theo mặt phẳng nghiêng cũng càng nhỏ.

Ví dụ mặt phẳng nghiêng

Một mặt phẳng nghiêng được đặt liền với xe tải giúp vận chuyển đồ lên xe

Những loại máy cơ đơn giản này đang hiện diện thường trực trong cuộc sống của chúng ta qua những công cụ và dụng cụ khác nhau. Giúp cho chúng ta dễ dàng và tiện lợi hơn.

Những ứng dụng phổ biến của các loại máy cơ đơn giản trong đời sống phải kể đến đó là:

Khi đi bộ đường xa, một người phải đeo một chiếc túi rất nặng. Nếu người đó treo chiếc túi vào một đầu cây gậy, sau đó đặt cây gậy lên vai (điểm va chạm giữa vai và cây gậy là một điểm tựa), và lấy tay giữ một đầu cây gậy trước mặt, thì sẽ giảm được độ nặng của chiếc túi
Một chiếc đinh dù đang bị gắn chặt vào tấm gỗ, nhưng nếu ta dùng 1 cây búa nhổ đinh thì có thể nhổ nó ra.
Dùng xà beng để xúc đất lên