この記事では、さまざまなタイプの単純なマシンについて説明します。したがって、どのようなタイプの単純なマシンがあるのか、また各タイプの単純なマシンの例がわかります。
簡易機械にはどのような種類がありますか?
単純なマシンの種類は次のとおりです。
- レバー: 単一の支持点を持つ硬いバーで構成される単純な機械のタイプ。
- 滑車：重量物を少ない力で移動させることができる簡易型の機械です。
- ウェッジ: 加えられる力の方向を変えるために使用される単純なタイプの機械。
- 傾斜面: 軽い力で物体を持ち上げるために使用される単純な機械の一種。
- 旋盤：ケーブルを巻き付けた円筒を回転させて物体を上げ下げする単純な機械の一種。
- スクリュー: 回転運動から直線運動に切り替えることができる単純な機械の一種。
- ホイール: 回転運動を伝達する単純な機械の一種。
それぞれの簡易マシンの特徴を以下に説明します。
リフト
レバーは、力と動きを伝達する単純な機械の一種です。したがって、レバーは、物体に加えられる力、その速度、または移動距離を増加させるために機能する機械装置です。
一般に、レバーは支点と呼ばれる支点の周りを回転できる硬い棒で構成されています。
レバーは非常に古い単純な機械で、実際には先史時代に発明されたと考えられています。実際、レバー機構は非常に簡単に作ることができ、物体にかかる力を大幅に増大させることができるので非常に便利です。
プーリー
滑車は力を伝達するために使用される単純な機械です。滑車は、体重を快適に持ち上げるために使用される牽引装置です。
このタイプの単純な機械の主な特徴は、いくつかの滑車を組み合わせて、重量物を持ち上げるのに必要な力を軽減できることです。言い換えれば、滑車を使用すると、その重量よりもはるかに小さな力を加えて荷物を動かすことができます。このようにして、重い物体を問題なく取り扱うことができる。
プーリーギアは、ロープ、ケーブル、またはチェーンが配置される小さな溝のあるホイールで構成されています。したがって、このタイプの単純な機械の動作は、ロープの一端に荷物を吊り下げ、ロープのもう一方の端を引っ張ることです。このようにして、物体は滑車機構のおかげで持ち上げられます。
物理学では、この種の単純な機械は力の問題を提起するために使用されます。この種の問題を解決すると、力の概念を理解し、力の値の計算を学ぶことができるからです。
ゆりかご
ウェッジは、通常木または金属で作られ、非常に鋭角で終わっている三角形の部品です。
単純な機械として、くさびの形状を利用して、それに加えられる力の方向を変更します。したがって、ウェッジは物体を 2 つに分離したり、物体を持ち上げたり、静止した物体を所定の位置に保持したりするために使用されます。
ウェッジの動作は、その端に加えられた力を、その傾斜面に垂直な 2 つの力に変換することで構成されます。したがって、くさびは力の方向を変えることができる単純な機械です。
最初に、くさびの平らな面にかかる力がその尖った端に伝わり、物体を貫通できるようになります。次に、開いた穴にくさびを挿入すると、その平面にかかる力がくさびの傾斜面に垂直な方向の 2 つの力に変換され、物体が 2 つの部分に分離されます。
傾斜面
傾斜面とは、ある角度だけ傾いた面のことです。物理学では、このタイプの単純なマシンは強度の問題をトレーニングするために使用されます。
たとえば、スロープや坂道は傾斜面です。
傾斜面により、より少ない力で物体を搬送できます。傾斜面上で物体を押すことは、物体を垂直に持ち上げるよりも少ない力で済むためです。
改札口
旋盤は、本質的にケーブルが巻かれるシリンダーに結合されたクランクからなる機械です。
したがって、このタイプの単純な機械の動作は、クランクを使用してシリンダーを回転させたり、ケーブルを巻き戻したりすることで構成されます。このようにして、ケーブルに吊り下げられた物体を上げたり下げたりすることができます。
このタイプの単純な機械の利点は、より少ない力で荷物を持ち上げることができることです。一方、クランクによる移動は負荷の移動距離よりも大きくなければならないため、負荷の移動はクランクよりも遅くなります。
スクリュー
ネジは一般に金属製の物体で、形状は円筒形で、その表面は螺旋状の輪郭を持っています。
このタイプの単純な機械の操作は、ヘッドまたはクランクによって回転させることで構成され、その螺旋形状のおかげで、スクリューがその軸方向に前進または後退します。
したがって、ネジは回転運動を直線運動に変換することを可能にする単純な機械です。回転方向に応じて、ネジは前方または後方に移動することに注意してください。
ジャッキやコークスクリューなどの他のツールは、このタイプの単純な機械の操作から派生します。
車輪
ホイールは軸を中心に回転する丸い本体で構成されています。このタイプの単純な機械では、車輪の軸が物体に取り付けられている場合、車輪の回転に伴って前に進むため、円運動を移動運動に変換できます。
ホイールは最も古い単純な機械であり、その使用はあらゆるタイプの単純な機械の中で最も広く使用されています。たとえば、このタイプの単純な機械の用途は陸上輸送であり、複数の車輪の動作によって移動します。