Từ thời xa xưa thì để tiết kiệm lực để vận chuyển hoặc dịch chuyển đồ vật ông cha ta đã biết dùng đến những máy cơ đơn giản. Vậy có những loại máy cơ đơn giản nào, công dụng ra sao? Hãy cùng chuyên mục Vật Lý tìm hiểu trong bài học ngay dưới đây.

Tìm hiểu máy cơ đơn giản

Máy cơ đơn giản là gì?

Được biết đến là một thiết bị cơ học có chức năng biến đổi lực về hướng cũng như độ lớn, máy cơ đơn giản hay còn gọi là máy đơn giản thường được tạo nên từ những cơ chế đơn giản nhất. Tuy đơn giản nhưng các loại máy này vẫn đảm bảo được hiểu suất để biến đổi lực. Người ta hay gọi sự biến đổi lực dạng này là đòn bẩy về lực.

Có những loại máy cơ đơn giản nào?

Như đã trình bày từ trước thì máy cơ đơn giản đã được con người ta sử dụng từ rất lâu trong đời sống. Có khá nhiều biến thể và tên gọi của các loại này nhưng qui chung lại thì chia thành 6 loại bên dưới như sau:

  • Bánh xe và trục quay
  • Đòn bẩy
  • Mặt phẳng nghiêng
  • Ròng rọc
  • Đai ốc
  • Nêm

Tuy nhiên, trong chương trình vật lý lớp 6 thì chúng ta chỉ tìm hiểu 3 loại: Đòn bẩy, mặt phẳng nghiêng và ròng rọc. Hãy cùng theo dõi phần dưới đây để hiểu được cấu tạo cũng như công dụng của 3 loại máy này.

Công dụng của máy cơ đơn giản

Mặt phẳng nghiêng

Trong khi kéo vật lên trên theo phương thẳng đứng phải cần một lực lớn hơn trọng lượng của vật thì mới kéo được. Tuy nhiên khi sử dụng mặt phẳng nghiêng ta chỉ cần một lực nhỏ hơn hoặc bằng. Việc sử dụng mặt phẳng nghiêng mang lại công dụng như sau:

  • Dùng mặt phẳng nghiêng có thể kéo hoặc đẩy vật lên với lực nhỏ hơn trọng lượng của vật. Công dụng này thường được ứng dụng trong các hoạt động ngoài trời, hiện tượng xe lầy, người ta phải tự tạo một mặt phẳng nghiêng khi không có đủ lực để kéo lên.
  • Tính chất mặt phẳng nghiêng: Mặt phẳng nghiêng càng ít thì lực cần đẩy để tạo mặt phẳng nghiêng đó càng nhỏ.

Một trong những ứng dụng cực kì lớn của mặt phẳng nghiêng trong cuộc sống là xây dựng kim tự tháp Ai Cập. Kim tự tháp Ai Cập là một trong những kì quan lớn nhất thế giới thời bấy giờ với chiều cao khoảng 138 m được xây dựng bằng hơn 2300000 tảng đá, mỗi tảng nặng khoảng 25000N. Chính nhờ mặt phẳng nghiêng mà người ta có thể kéo lê những tảng đá này để xếp thành kim tự tháp

Đòn bẩy

Mỗi đòn bẩy đều có:

  • Điểm tựa là O
  • Điểm tác dụng của lực F1 là O1
  • Điểm tác dụng của lực F2 là O2

Tính chất: Khi OO2 > OO1 thì F2 < F1

Ứng dụng tiêu biểu nhất của đòn bẩy là giúp làm giảm lực kéo, lực đẩy lên vật, đặc biệt là các vật có khối lượng lớn, lực không đủ. Trong cuộc sống đòn bẩy có  thể giúp ta trong nhiều công việc như: chèo thuyền, nhổ đinh, dùng xe cút kít đẩy vật liệu chơi bập bênh,...

Ròng rọc

Ròng rọc chia thành hai loại chính là ròng rọc cố định và ròng rọc động. Ròng rọc cố định có chức năng làm thay đổi hướng của lực kéo so với khi kéo lực trực tiếp. Ròng rọc động có chức năng làm lực kéo vật lên nhỏ hơn trọng lượng của vật.

Trong thực tế người ta thường sử dụng thiết bị Palang, đây là một thiết bị gồm nhiều ròng rọc nối với nhau làm giảm về độ lớn của lực và còn giúp lực thay đổi hướng, thuận tiện hơn khi kéo vật lên.

Bài tập trắc nghiệm vận dụng

Câu 1: Trong các ý dưới đây, ý nào không có sự ứng dụng động cơ đơn giản vào thực tế:

a. Xà beng nhổ đinh

b. Ròng rọc kéo cờ lên cột cờ

c. Một học sinh thả một quả bóng rơi xuống dưới nền nhà

d. Mặt phẳng nghiêng giúp dắt xe vào nhà dễ dàng hơn

Đáp án:

Trường hợp a là ứng dụng của đòn bẩy

Trường hợp b là ứng dụng của ròng rọc

Trường hợp  d là ứng dụng của mặt phẳng nghiêng

Trường hợp c chỉ đơn thuần là tính chất của sự rơi tự do. Do đó câu này đáp án  đúng là C. Một học sinh thả một quả bóng rơi xuống dưới nền nhà

Câu 2: Chọn đáp án sai cho phát biểu sau đây:

Dưới đây là mốt số lợi ích của máy cơ đơn giản cho con người

a. Giảm thiểu hao phí sức cho lao động

b. Tăng năng suất lao động

c. Gây khó khăn và cản trở công việc

d. Thực hiện công việc một cách dễ dàng hơn.

Đáp án:  

Máy cơ đơn giản mang lại những lợi ích cho con người như giảm hao phí, tăng năng suất lao động giúp công việc  trôi chảy, nhanh chóng hơn.

Do đó câu này chọn phương  án C.  Gây khó khăn và cản trở công việc

Câu 3: Dụng cụ nào dưới đây không phải là một máy cơ đơn giản (máy đơn giản)

a. Cái bấm móng tay

b. Cái kìm

c. Cái thước dây

d. Cái búa nhổ đinh

Đáp án: 

Cái kìm, cái búa nhổ đinh và cái bấm móng tay đều là các vật dụng có ứng dụng của đòn bẩy - là một loại máy cơ đơn giản

Chọn đáp án C. Cái thước dây, vì đây chỉ là một công cụ để đo lường độ dài và không có bất kì ứng dụng nào của máy cơ đơn giản

Câu 4: Cái thang xoắng là ứng dụng của máy cơ đơn giản nào dưới đây?

a. Đòn bẩy

b. Mặt phẳng nghiêng

c. Ròng rọc

d. Mặt phẳng nghiêng phối hợp với ròng rọc

Đáp án:

Chọn đáp án B. Mặt phẳng nghiêng

Thường thì học sinh sẽ phân vân đáp án D, tuy nhiên đây là một đáp án phải bị loại trừ bởi lẽ không có bất kì yếu tốt nào liên quan đến máy cơ đơn giản là ròng rọc.

Máy cơ đơn giản có ứng dụng rất lớn trong đời sống hàng ngày. Mặc dù thời nay cuộc sống hiện đại có nhiều loại máy phức tạp, đa chức năng hơn nhưng những ứng dụng của máy đơn giản vẫn giúp ích trong cuộc sống hằng ngày của chúng ta.
Chủ đề liên quan