6 vrst preprostih strojev

Delo se izvaja z uporabo a silo na daljavo. Teh šest preprostih strojev ustvarja večjo izhodno silo kot vhodna sila; razmerje teh sil je mehanska prednost stroja. Vseh šest naštetih preprostih strojev je bilo uporabljenih že tisoč let, fiziko, ki stoji za njimi, pa je grški filozof količinsko določil Arhimed (približno 287–212 pr. Če jih kombiniramo, lahko te stroje skupaj uporabimo za ustvarjanje še večje mehanske prednosti, kot je to primer pri kolesu.

A vzvod je preprost stroj, ki je sestavljen iz togega predmeta (pogosto neke vrste palice) in vrvice (ali vrtišča). Če silo pritisnete na en konec togega predmeta, se ta vrti okoli vrvi, kar povzroči povečanje sile na drugi točki vzdolž togega predmeta. Obstajajo trije razredi vzvodov, odvisno od tega, kje so vhodna sila, izhodna sila in vrzel med seboj. Najzgodnejši vzvod je bil v uporabi kot tehtnica za 5000 BCE; Arhimed je zaslužen, da pravi: "Dajte mi mesto, da se postavim, in premaknil bom zemljo." Baseball palice, žage, samokolnice in drobnice so vse vrste vzvodov.

Kolo je krožna naprava, ki je v sredini pritrjena na togo palico. Sila, ki se uporablja na kolesu, povzroči vrtenje osi, kar lahko uporabimo za povečanje sile (na primer z vrvnim vetrom okoli osi). Sicer pa se sila, ki se uporablja za vrtenje osi, pretvori v vrtenje kolesa. Nanjo je mogoče gledati kot na vrsto vzvoda, ki se vrti okoli središčnega vrvička. Najzgodnejša kombinacija koles in osi je bila model igrač štirikolesnega vozička, narejenega v Mezopotamiji okoli leta 3500 pred našim štetjem. Ferris kolesa, pnevmatike in valjarji so primeri koles in osi.

Nagnjena ravnina je ravnina ploskve, postavljena pod kotom na drugo površino. Rezultat je enaka količina dela z uporabo sile na daljši razdalji. Najosnovnejša nagnjena ravnina je klančina; Za premikanje po klančini na višjo višino potrebuje manj sile kot za navpično vzpon na to višino. Nihče ni izumil nagnjene ravnine, ker se v naravi pojavlja v naravi, vendar so ljudje uporabljali klančine za gradnjo velikih zgradb (monumentalna arhitektura) že 10.000–8.500 pr. Arhimedov "Na ravninskem ravnovesju" opisuje težišča različnih geometrijskih ravninskih figur.

Klin se pogosto šteje za dvojno nagnjeno ravnino - obe strani sta nagnjeni -, ki se premika, da deluje na silo vzdolž dolžin stranic. Sila je pravokotna na nagnjene površine, zato potisne dva predmeta (ali dele enega samega predmeta) narazen. Osi, noži in dleta so vsi klini. Običajni "vratni klin" uporablja silo na površinah, da zagotovi trenje namesto ločenih stvari, vendar je v osnovi še vedno klin. Klin je najstarejši preprost stroj, ki so ga izdelali naši predniki Homo erectus vsaj od 1,2 milijona let do izdelati kamnito orodje.

Vijak je gred, ki ima po svoji površini nagnjen utor. Z vrtenjem vijaka (z uporabo a navora), sila deluje pravokotno na utor, s čimer se rotacijska sila prevede v linearno. Pogosto se uporablja za pritrditev predmetov skupaj (kot to počne strojni vijak in vijak). Babilonci v Mezopotamiji so razvili vijak v 7. stoletju pred našim štetjem, da bi dvignili vodo iz nizko ležečega telesa v višje (namakali vrt iz reke). Ta stroj bo pozneje znan kot Arhimedov vijak.

Škripec je kolo z žlebom vzdolž njegovega roba, kamor se lahko postavi vrv ali kabel. Uporablja načelo uporabe sile na daljšo razdaljo in tudi napetost v vrvi ali kablu, da zmanjša obseg potrebne sile. Zapletene sisteme škripcev lahko uporabimo za močno zmanjšanje sile, ki jo je treba na začetku uporabiti za premikanje predmeta. Preproste škripce so Babilonci uporabljali v 7. stoletju pred našim štetjem; prvo zapleteno (z več kolesi) so Grki izumili okoli 400 pred našim štetjem. Archimedes je izpopolnil obstoječo tehnologijo in tako naredil prvi v celoti realiziran blok.

Prvo uporabo besede "stroj" ("machina") v grščini je stari grški pesnik Homer v 8. stoletju pred našim štetjem, ki jo je uporabljal za politično manipulacijo. Grški dramatik Aeschylus (523–426 pr.n.št.) je zaslužen za uporabo besede v zvezi z gledališkimi stroji, kot je npr.deus ex machina"ali" bog iz stroja. "Ta stroj je bil žerjav, ki je igralce, ki igrajo bogove, pripeljal na oder.

• Bautista Paz, Emilio in sod. "Kratka ilustrirana zgodovina strojev in mehanizmov." Dordrecht, Nemčija: Springer, 2010. Natisni
• Ceccarelli, Marco. "Prispevki Arhimeda o mehaniki in oblikovanju mehanizmov." Mehanizem in teorija strojev 72 (2014): 86–93. Natisni
• Chondros, Thomas G. "Arhimedesova dela in stroji." Mehanizem in teorija strojev 45.11 (2010): 1766–75. Natisni
• PIsano, Raffaele in Danilo Capecchi. "O Arhimedovih koreninah v Torricellijevi mehaniki." Genij Arhimeda: 23 stoletij vpliva na matematiko, znanost in tehniko. Eds Paipetis, Stephans A. in Marco Ceccarelli. Zbornik mednarodne konference, ki je potekala v Syracuse, Italija, 8. in 10. junij 2010. Dordrecht, Nemčija: Springer, 2010. 17–28. Natisni
• Waters, Shaun in George A. Aggidis. "Več kot 2000 let v pregledu: oživitev Arhimedovega vijaka iz črpalke v turbino." Pregledi o obnovljivi in ​​trajnostni energiji 51 (2015): 497–505. Natisni