1. Kalteva taso
Tutustu kaltevaan tasoon
Kalteva taso on kätevä yksinkertainen laite eli yksinkertainen kone. Kuulan nostaminen suoraan ylös vaatii enemmän voimaa kuin vieritys tasoa pitkin. Samalla tavalla esimerkiksi painava tynnyri voidaan vierittää auton lavalle. Mutta minkä voimassa voittaa, sen matkassa häviää.
Portaat on kalteva taso. Tikapuita pitkin katolle olisi lyhyempi matka, mutta voimaa tarvittaisiin enemmän. Jälleen voimassa voitetaan, mutta matkassa hävitään. Tässä portaat on rakennettu kierteelle ruuvin tapaan.
Myös serpentiinitie on myös hyvä esimerkki kaltevasta tasosta. Suora tie vuoren päälle olisi liian jyrkkä ja vaatisi paljon voimaa. Siksi tie on rakennettu mutkittelevaksi. Tien pituus on kasvanut, mutta voimaa tarvitaan vähemmän. Tämä tie on Italian Alpeilta.
Ihmisjoukon nostaminen mäen päälle suoraan hissillä vaatii enemmän voimaa kuin nostaminen kaltevaa tasoa pitkin. Matka pitenee, mutta voimassa voitetaan. Tämä funicular on Portugalissa.
Kiila
Kun kaltevaa tasoa liikutetaan, sitä kutsutaan kiilaksi. Kiilaa voidaan käyttää halkaisuun tai kiinnittämiseen. Kiilalla voidaan esimerkiksi lohkoa sitkeitä kantoja. Halkaisukiilassa on kaksi kaltevaa tasoa yhdessä, ja sitä lyödään vasaralla.
Monet teräaseet, joita käytetään työkaluina, ovat kiiloja. Sellaisia ovat esimerkiksi puukko, taltta ja kirves. Tässä halkaisukirveessä kiila on erittäin jyrkkä, jotta puu pilkkoutuisi helposti. Tässäkin kiilassa on kaksi kaltevaa tasoa vastakkain.
Ovikiilalla voidaan kiilata ovi paikoilleen. Kun kaltevaa tasoa työnnetään, se nostaa ovea hieman ja kiila jää oven painon alle puristuksiin. Näin ovi pysyy paikoillaan.
Ruuvi
Ruuvi on akselin ympärille kierretty kiila. Kun se väännetään tiukalle, kiilautuu ruuvi paikoilleen ja pitää hyvin. Ruuvin ymmärtää kaltevaksi tasoksi, kun kuvittelee itsensä pikkuriikkiseksi ötökäksi, joka nousee ruuvikierrettä pitkin ylös.
Koska ruuvi on kalteva taso, sitä voidaan käyttää kuorman nostamiseen. Osa tunkeista perustuukin ruuviin. Kättä joudutaan liikuttamaan pitkän matkan verran, mutta voimaa saadaan niin paljon, että auton pyörä irtoaa maasta. Tähän riittävät jopa lapsen voimat. Tässä ruuvinosturissa on apuna myös vivusto ja veivi.
Ruuvia voidaan käyttää myös puiden halkaisuun. Kiilan muotoinen ruuvi on erittäin tehokas halkaisija.
Ruuvin työntäminen suoraan puun läpi ei onnistu lapsen voimilla ilman apuvälineitä. Sen sijaan se onnistuu, kun ruuvia kierretään ruuvitaltalla. Ruuvi uppoaa puuhun varsin helposti. Käsi joutuu kääntyilemään pitkän matkan verran, mutta voimaa tarvitaan vähemmän.
Koska naula ja ruuvi ovat kiiloja, ne halkaisevat helposti puuosia. Tämän huomaa käsitöissä. Kannattaakin ensin porata sopiva reikä liitettäviin puuosiin, jolloin halkeamisvaara pienenee.
Hampaat, kynnet ja nokat
Osa hampaista on kiiloja. Ihmisen etuhampaat paloittelevat sen vuoksi tehokkaasti ravintoa. Myös kulmahampaat ovat kiiloja. Ne uppoavat helposti saaliiseen. Pedoilla on pitkät kulmahampaat. Kuvan kulmahampaat kuuluvat sudelle. Myös petolintujen kynnet ovat kiiloja. Kiilakynnet uppoavat helposti saaliiseen. Nämä hurjan näköiset kynnet kuuluvat kotkalle.
Lintujen nokat ovat yleensä kiiloja. Erityisen selkeä kiilanokka on palokärjellä, joka kuuluu tikkoihin. Kiilanokallaan se kuorii tehokkaasti puun ja talttaa siihen koloja. Näin se löytää hyönteisiä ravinnokseen tai rakentaa pesäkolon.
Tiivistelmä
- Kalteva taso on yksinkertainen laite. Sellainen vähentää voiman tarvetta, mutta pidentää matkaa.
- Kun kaltevaa tasoa liikutetaan, on kyseessä kiila. Kiilalla halkaistaan, kiinnitetään tai nostetaan.
- Myös ruuvikierre on kiila. Ruuvilla voidaan kiinnittää, nostaa tai halkaista.
