Οι δύο βασικές οικογένειες απλών μηχανών είναι η οικογένεια μοχλών και η οικογένεια κεκλιμένων επιπέδων. Στην οικογένεια μοχλών βρίσκεται ο απλός μοχλός, η τροχαλία και ο τροχός και ο άξονας. Εντός της οικογένειας κεκλιμένου επιπέδου είναι το απλό κεκλιμένο επίπεδο, η σφήνα και η βίδα. Αυτά τα απλά μηχανήματα δημιουργούν μηχανικό πλεονέκτημα όταν τα χρησιμοποιείτε, καθώς σας επιτρέπουν να ασκήσετε περισσότερη δύναμη με λιγότερη ενέργεια σε φορτία που δεν θα μπορούσατε κανονικά να μετακινήσετε.
Μοχλοί - Απλός μοχλός
•••Ομάδα δυναμικών γραφικών / Ομάδα δυναμικών γραφικών / Getty Images
Η καλύτερη απεικόνιση ενός απλού μοχλού είναι το πριόνι που μπορεί να βρείτε σε μια παιδική χαρά. Αποτελείται από μια μακριά στενή πλατφόρμα ισορροπημένη σε υπομόχλιο. Αντί για δύο παιδιά που χρησιμοποιούν το τραμπάλα, φανταστείτε ότι το φορτίο που θέλετε να σηκώσετε ακουμπά στο ένα άκρο και πιέζετε προς τα κάτω στο άλλο. Η θέση του υπολείμματος καθορίζει την αποτελεσματικότητα του μοχλού. Όσο πιο κοντά είναι το υπομόχλιο στο φορτίο, τόσο περισσότερη δύναμη επιτυγχάνετε. Αυτός είναι ο λόγος που οι λοστοί έχουν το σχήμα τους. Η μικρή στροφή στο τέλος του λοστό είναι το υπομόχλιο τοποθετημένο όσο το δυνατόν πιο κοντά στο φορτίο που θέλετε να χαλαρώσετε.
Μοχλοί - Τροχαλία
•••Jupiterimages / Photos.com / Getty Images
Η τροχαλία είναι μια απλή μηχανή που αποτελείται από ένα σχοινί που τραβάτε πάνω από έναν τροχό. Συνδέετε τη μία πλευρά του σχοινιού στο φορτίο που θέλετε να μετακινήσετε και τραβάτε το σχοινί στην άλλη πλευρά του τροχού. Εάν συνδέσετε την τροχαλία σε ένα συμπαγές αντικείμενο, όπως στην πλευρά ενός κτιρίου ή στην οροφή, αυτό δημιουργεί μια σταθερή τροχαλία και το μηχανικό σας πλεονέκτημα είναι ένα. Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να ασκήσετε την ίδια δύναμη με το βάρος του φορτίου για να το σηκώσετε από το έδαφος. Εάν συνδέσετε την τροχαλία απευθείας στο φορτίο και αφήσετε την τροχαλία να κινηθεί κατά μήκος του σχοινιού, αυτή η κινητή τροχαλία θα αποφέρει ένα μηχανικό πλεονέκτημα δύο ή περισσότερων. Οι σύνθετες τροχαλίες είναι ένας συνδυασμός σταθερών και κινητών τροχαλιών.
Μοχλοί - Τροχός και άξονας
•••Εικόνες Polka Dot / Polka Dot / Getty Images
Με τον τροχό και τον άξονα, εφαρμόζετε μια δύναμη στον τροχό και η δύναμη πολλαπλασιάζεται και μεταφέρεται στον άξονα, ο οποίος περιστρέφεται και ασκεί δύναμη σε κάποιο άλλο αντικείμενο, συνήθως μέσω ενός σχοινιού. Το καλύτερο παράδειγμα αυτής της απλής μηχανής είναι το ποδήλατο. Σπρώχνετε τα εξωτερικά πεντάλ με τα πόδια σας και αυτό μεταφέρει τη δύναμη στον άξονα και τα γρανάζια, που κινεί τον πίσω τροχό.
Κεκλιμένο επίπεδο - Απλό κεκλιμένο επίπεδο
•••Tim Boyle / Getty Images Νέα / Getty Images
Η ράμπα αναπηρικής πολυθρόνας είναι ένα παράδειγμα του απλού κεκλιμένου επιπέδου. Φανταστείτε να προσπαθείτε να σηκώσετε 150 λίβρες. άτομο σε αναπηρική καρέκλα τρία πόδια στον αέρα. Θα ήταν πολύ δύσκολο για εσάς και αδύνατο για το άτομο στην καρέκλα. Ωστόσο, εάν η ράμπα είναι αρκετά μεγάλη, είτε εσείς είτε το άτομο στην αναπηρική καρέκλα μπορείτε να σπρώξετε την αναπηρική καρέκλα τρία πόδια από το έδαφος. Το κεκλιμένο επίπεδο λειτουργεί μετατρέποντας την οριζόντια δύναμη ώθησης σε κάθετη ανυψωτική δύναμη. Ξοδεύετε την ίδια ποσότητα ενέργειας επειδή πρέπει να σπρώξετε την αναπηρική καρέκλα σε απόσταση από την ράμπα, αλλά το σώμα σας δεν θα πρέπει να υπομείνει την πίεση της ανύψωσης της αναπηρικής πολυθρόνας ευθεία προς τα πάνω.
Κεκλιμένο αεροπλάνο - Σφήνα
•••Thinkstock / Comstock / Getty Images
Η σφήνα είναι μια απλή μηχανή που χρησιμοποιείτε για τη διάσπαση φορτίων όπως ξύλο ή βράχια. Πρόκειται για μια επιμήκη τριγωνική συσκευή με στενή επίπεδη βάση. Αφού τοποθετήσετε το σημείο της σφήνας σε μια ρωγμή στο βράχο ή το ξύλο, χτυπάτε την επίπεδη άκρη με μια σφύρα. Η προς τα κάτω δύναμη της σφύρας χωρίζεται σε δύο κατευθύνσεις, κάθετα προς τις πλευρές της σφήνας, γεγονός που προκαλεί τη διάσπαση του φορτίου. Ένα τσεκούρι είναι ένα παράδειγμα σφήνας.
Κεκλιμένο επίπεδο - Βίδα
•••Jupiterimages / Photos.com / Getty Images
Η βίδα μετατρέπει μια περιστροφική δύναμη σε μια γραμμική δύναμη. Για παράδειγμα, όταν οδηγείτε μια βίδα σε τοίχο, περιστρέφετε το κατσαβίδι σε κύκλο, αλλά η βίδα κινείται σε γραμμική κατεύθυνση βαθύτερα στον τοίχο. Η ίδια αρχή ισχύει για τις οπές και τα καπάκια βάζων.