本文解释了什么是简单机器以及它们的用途。您将了解简单机器的含义、简单机器的不同类型以及如何计算简单机器的机械优势。
什么是简单机械？
简单机器是一种可以改变力的大小或方向的机构。简单地说，简单机器是一种用于以更省力或更舒适地施力的机械装置。
例如，杠杆是一个简单的机器。杠杆是一种简单的机器，因为它可以让您用比没有杠杆举起重物时少得多的力来举起它。
简而言之，简单机器可以定义为提供机械优势的最简单机构。
简单机械的种类
一旦我们了解了简单机器的定义，我们就会解释简单机器的不同技巧及其特征。
举起
杠杆是一种传递力和运动的简单机器。因此，杠杆是一种机械装置，用于增加施加到物体上的力、物体的速度或行进的距离。
一般来说，杠杆由一根可以绕支点（称为支点）旋转的刚性杆组成。
杠杆是一种非常古老的简单机器，实际上被认为是在史前发明的。事实上，杠杆机构实施起来非常简单，而且非常有用，因为它可以大大增加施加在物体上的力。
滑轮
滑轮是一种用于传递力的简单机器。滑轮是一种用于舒适提升重物的牵引装置。
这种简单机器的主要特点是可以将多个滑轮组合起来，以减少举起重物所需的力。换句话说，滑轮允许通过施加远低于其重量的力来移动负载。这样，可以毫无困难地搬运重物。
滑轮装置由带有小凹槽的轮子组成，绳索、电缆或链条可放置在小凹槽中。所以这种简单机械的操作就是在绳索的一端悬挂一个负载，并拉动绳索的另一端，这样通过滑轮机构来提升物体。
在物理学中，这些类型的简单机器被用来提出力问题，因为解决这些类型的问题有助于人们理解力的概念并学习如何计算力的值。
摇篮
楔子是一种三角形的部件，通常由木头或金属制成，末端有一个非常锐角。
作为一种简单的机器，楔子的形状用于改变施加在其上的力的方向。因此，楔子用于将物体分成两部分、提升物体或将静态物体保持就位。
楔子的操作包括将施加在其端部的力转换成垂直于其倾斜表面的两个力。因此，楔子是一种可以改变力方向的简单机器。
最初，施加在楔子平坦表面上的力转移到其尖端，使其能够穿透物体。然后，当将楔子插入所创建的孔时，施加在其平坦表面上的力转换为垂直于楔子斜面的两个力，从而将物体分成两部分。
斜面
斜面是倾斜一定角度的表面。在物理学中，这种简单的机器用于训练力量问题。
例如，坡道或倾斜的道路都是斜面。
倾斜平面使您可以用较小的力运输物体。因为在倾斜平面上推动物体比垂直举起物体所需的力更小。
旋转门
车床是一种仪器，主要由连接到气缸的曲柄组成，气缸中缠绕有电缆。
因此，这种简单机器的操作包括使用曲柄的气缸来旋转或展开电缆。这样，可以升高或降低缆绳上悬挂的物体。
这种简单机器的优点是可以用较小的力举起负载。另一方面，曲柄的运动必须大于负载行进的距离，因此负载移动得比曲柄慢。
拧紧
螺钉通常是金属物体，具有圆柱形形状并且其表面具有螺旋轮廓。
这种类型的简单机器的操作包括通过其头部或曲柄旋转它，因此，由于其螺旋轮廓，螺杆沿其轴线方向前进或后退。
因此，螺杆是一种简单的机器，可以将旋转运动转换为线性运动。请记住，根据旋转方向，螺杆将向前或向后移动。
其他工具，例如千斤顶或开瓶器，源自这种简单机器的操作。
车轮
轮子由绕轴旋转的圆形体组成。这种简单的机器可以将圆周运动转换为行进运动，因为如果轮轴连接到一个物体上，它就会随着轮子的滚动而向前移动。
轮子是最古老的简单机械，其用途也是各类简单机械中最广泛的。例如，这种简单机器的应用是陆地运输，通过多个轮子的操作来移动。
简单机器的机械优势
简单机器的机械优势是一个参数，表明施加在简单机器上的力被放大了多少。因此，机械优势表示输入力和输出力之间的关系。
从数学上讲，简单机器的机械效益定义为合力与施加力的比率。
简单机器的机械效益也可以通过将施加的力的速度除以负载移动的速度来计算。同样，该表达式也等于施加力点的位移除以载荷的位移：
那么，根据机械效益公式，可以推导出以下关系：
- VM>1 ：产生的力大于施加的力，因此简单的机器增加了力的大小。另一方面，负载行进的距离小于施加力的点行进的距离。
- VM<1 ：产生的力小于施加的力，因此简单的机器减小了力值。然而，我们获得的负载位移大于力施加点处产生的位移。
- VM=1 ：简单机器的合力等于施加在其上的力。负载的位移和力的作用点也相同。尽管这些类型的简单机器不提供机械优势，但它们通常用于以更舒适的方式进行肌肉强化。例如，一个简单的滑轮允许向下的力来提升重物，从而更容易提升负载。
简单机和复合机
最后，我们将了解简单机器和复合机器之间的区别，因为它们是具有多种应用的两种类型的机器。
复合机器是由几个简单机器组成的机器。因此，将几个简单的机器串联起来以获得更大的机械优势。
因此，简单机械和复合机械的区别在于，简单机械是单个机械元件，而复合机械是几个简单机械的组合。