Обикновена машина , всяко от няколко устройства с малко или никакви движещи се части, които се използват за модификация движение и големината на сила, за да се извърши работа. Те са най-простите известни механизми, които могат да използват ливъридж (или механично предимство) за увеличаване на силата. Простите машини са наклонената равнина, лост, клин, колело и ос, ролка и винт .
прости машини Шест прости машини за трансформиране на енергията в работа. Енциклопедия Британика, Inc.
Наклонената равнина се състои от наклонена повърхност; използва се за повдигане на тежки тела. Самолетът предлага механично предимство, тъй като силата, необходима за преместване на обект нагоре по наклона, е по-малка от повдигнатото тегло (отстъпка триене ). Колкото по-стръмен е наклонът или наклонът, толкова повече необходимата сила се доближава до действителното тегло. Изразено математически, силата F необходими за преместване на блок д нагоре наклонена равнина без триене е равна на нейното тегло IN по синуса на ъгъла, който наклонената равнина прави с хоризонталата (θ). Уравнението е F = IN без θ.
наклонена равнина В това представяне на наклонена равнина, д представлява блок за преместване нагоре по равнината, F представлява силата, необходима за преместване на блока, и IN представлява теглото на блока. Изразено математически и приемайки, че равнината е без триене, F = IN грях θ. Енциклопедия Британика, Inc.
Принципът на наклонената равнина се използва широко - например при рампи и обратни пътища, където малка сила, действаща на разстояние по наклон, може да свърши голяма работа.
Лост е лента или дъска, която се опира на опора, наречена опорна точка. Сила надолу, упражнена върху единия край на лоста, може да бъде прехвърлена и увеличена в посока нагоре в другия край, което позволява на малка сила да вдигне голямо тегло.
лостове Два примера на лостове (вляво) Лост, поддържан и въртящ се свободно върху опорна точка е , умножава низходяща сила F приложени в точка да се такъв, че да може да преодолее натоварването P упражнявани от масата на скалата в точката б . Ако например дължината да се е е пет пъти б е , силата F ще се умножи пет пъти. (Вдясно) Лешникотрошачката е по същество два лоста, свързани с шарнирно съединение в опорна точка е . Ако да се е е три пъти б е , силата F упражнявани на ръка в точката да се ще се умножи три пъти при б , лесно преодоляваща якостта на натиск P от ореховата черупка. Енциклопедия Британика, Inc.
Всички ранни хора са използвали лоста под някаква форма, например за преместване на тежки камъни или като копаещи пръчки за обработка на земя. Принципът на лоста е използван в суап, или shadowof, дълъг лост, завъртян близо до единия край с платформа или контейнер за вода, окачен от късото рамо и противотежести, прикрепени към дългото рамо. Човек може да вдигне няколко пъти собственото си тегло, като дръпне дългата ръка. Твърди се, че това устройство е било използвано в Египет и Индия за набиране на вода и вдигане на войници над бойници още през 1500 годинапр.н.е..
shadowof Shadoof, централна Анадола, Турция. Noumenon
Клинът е обект, който се стеснява до тънък ръб. Избутването на клина в една посока създава сила в странична посока. Обикновено е направен от метал или дърво и се използва за цепене, повдигане или затягане, както при закрепване на главата на чука върху дръжката му.
клин Клин, използван за цепене на дърва. Шекспир
Клинът е използван в праисторически времена за цепене на трупи и скали; брадвата също е клин, както и зъбите на триона. По отношение на своята механична функция, винтът може да се разглежда като клин, увит около цилиндър.
как умря Джон Ф Кенеди
Колелото и оста се състоят от кръгла рамка (колелото), която се върти на вал или прът (оста). В най-ранната си форма вероятно е бил използван за вдигане на тежести или кофи с вода от кладенци.
Принципът му на действие се обяснява най-добре чрез устройство с голяма предавка и малка предавка, прикрепена към същия вал. Тенденцията на сила, F , приложени в радиус R на голямата предавка за завъртане на вала е достатъчно за преодоляване на по-голямата сила IN в радиуса r на малката предавка. Усилването на силата или механичното предимство е равно на съотношението на двете сили ( IN : F ) и също е равно на съотношението на радиусите на двете предавки ( R : r ).
разположение на колелата и оста Две колела и оси (A) С голяма предавка и малка предавка, прикрепени към същия вал или ос, сила F приложени в радиуса R на голямата предавка е достатъчно за преодоляване на по-голямата сила IN в радиуса r на малката предавка, завъртайки оста. (B) В барабан и въжен механизъм, способен да вдига тежести, голям барабан с радиус R може да се използва за завъртане на малък барабан. Увеличение на механичното предимство може да се получи чрез използване на големия барабан за завъртане на малък барабан с два радиуса, както и на ролка. Когато сила F се прилага към въжето, увито около големия барабан, въжето, увито около малкия барабан с два радиуса, се отвива от d (радиус r 1) и върху D (радиус r две). Силата IN по радиуса на блока на ролката P се преодолява лесно и прикрепеното тегло се повдига. Енциклопедия Британика, Inc.
Ако големите и малки зъбни колела бъдат заменени с барабани с голям и малък диаметър, които са увити с въжета, колелото и оста стават способни да вдигат тежести. Теглото, което се вдига, е прикрепено към въжето на малкия барабан, а операторът дърпа въжето на големия барабан. При тази подредба механичното предимство е радиусът на големия барабан, разделен на радиуса на малкия барабан. Увеличение на механичното предимство може да се получи чрез използване на малък барабан с два радиуса, r 1и r две, и ролка. Когато на големия барабан се приложи сила, въжето на малкия барабан се навива на D и на разстояние от d.
Мярка за усилването на силата, налична със системата на ролки и въжета, е съотношението на скоростта или съотношението на скоростта, с която силата се прилага към въжето ( V F ) до скоростта, с която се вдига теглото ( V IN ). Това съотношение е равно на удвоения радиус на големия барабан, разделен на разликата в радиусите на по-малките барабани D и d. Изразено математически, уравнението е V F / V IN = 2 R / ( r две- r 1). Действителното механично предимство IN / F е по-малко от това съотношение на скоростта, в зависимост от триенето. Много голямо механично предимство може да се получи с тази подредба, като се направят двата по-малки барабана D и d с почти еднакъв радиус.
