Kaksi yksinkertaisten koneiden perusperhettä ovat vipuperhe ja kalteva tasoperhe. Vipuperheessä on yksinkertainen vipu, hihnapyörä sekä pyörä ja akseli. Kaltevassa tasossa on yksinkertainen kalteva taso, kiila ja ruuvi. Nämä yksinkertaiset koneet luovat mekaanisen edun, kun niitä käytetään, koska niiden avulla voit käyttää enemmän voimaa pienemmällä energialla kuormille, joita et tavallisesti pystyisi liikkumaan.
Vivut - yksinkertainen vipu
•••Dynaaminen grafiikkaryhmä / Dynaaminen grafiikkaryhmä / Getty Images
Paras esimerkki yksinkertaisesta vipusta on kiipeily, jonka saatat löytää leikkikentältä. Se koostuu pitkästä kapeasta alustasta, joka on tasapainotettu tukipisteellä. Kuvittele kahden lapsen sijasta kiipeilyä, että nostettava kuorma on toisessa päässä ja painat toista. Tukipisteen sijainti määrää vivun tehokkuuden. Mitä lähempänä tukipiste on kuormitukseen, sitä enemmän vipua saavutat. Siksi sorkkaraudat ovat muodoltaan. Pieni mutka sorkkaraudan päässä on tukipiste, joka on sijoitettu mahdollisimman lähelle kuormaa, jonka haluat irrottaa.
Vivut - hihnapyörä
•••Jupiterimages / Photos.com / Getty Images
Talja on yksinkertainen kone, joka koostuu köydestä, jonka vedät pyörän yli. Kiinnit köyden toisella puolella kuormaan, jonka haluat siirtää, ja vedät köyden pyörän toisella puolella. Jos kiinnität hihnapyörän kiinteään esineeseen, kuten rakennuksen sivulle tai kattoon, tämä luo kiinteän hihnapyörän ja mekaaninen etusi on yksi. Tämä tarkoittaa, että sinun on käytettävä yhtä paljon voimaa kuin kuorman paino nostaaksesi sen pois maasta. Jos kiinnität hihnapyörän suoraan kuormaan ja annat hihnapyörän liikkua pitkin köyttä, tämä liikkuva hihnapyörä tuottaa kahden tai useamman mekaanisen edun. Yhdistetyt hihnapyörät ovat yhdistelmä kiinteitä ja siirrettäviä hihnapyöriä.
Vivut - pyörä ja akseli
•••Polka Dot Images / Polka Dot / Getty Images
Pyörän ja akselin avulla kohdistat pyörään voiman ja voima moninkertaistuu ja siirtyy akselille, joka kiertää ja kohdistaa voimaa johonkin muuhun esineeseen, yleensä köyden kautta. Paras esimerkki tästä yksinkertaisesta koneesta on polkupyörä. Työnnä ulkopoljinta jaloillasi ja tämä siirtää voiman akselille ja hammaspyörille, mikä liikuttaa takapyörää.
Kalteva taso - yksinkertainen kalteva taso
•••Tim Boyle / Getty Images -uutiset / Getty Images
Pyörätuoliramppi on esimerkki yksinkertaisesta kaltevasta tasosta. Kuvittele, kuinka yrität nostaa 150 paunaa. henkilö, joka on pyörätuolissa kolme jalkaa ilmassa. Se olisi sinulle erittäin vaikeaa ja mahdotonta puheenjohtajalle. Silti, jos luiska on riittävän pitkä, joko sinä tai pyörätuolissa oleva henkilö voi työntää pyörätuolin kolme jalkaa irti maasta. Kalteva taso toimii kääntämällä vaakasuora työntövoima pystysuoraksi nostovoimaksi. Kulutat saman määrän energiaa, koska sinun on työnnettävä pyörätuolia rampin etäisyydelle, mutta kehosi ei tarvitse kestää rasitusta, joka johtuu pyörätuolin nostamisesta suoraan ylöspäin.
Kalteva taso - kiila
•••Thinkstock / Comstock / Getty Images
Kiila on yksinkertainen kone, jota käytetään kuormien, kuten puun tai kivien, jakamiseen. Se on pitkänomainen kolmion muotoinen laite, jolla on kapea tasainen pohja. Kun olet asettanut kiilan kärjen kallion tai puun rakoon, lyöt tasaista reunaa vasaralla. Vasaran alaspäin suuntautuva voima jakautuu kahteen suuntaan kohtisuoraan kiilan sivuihin nähden, mikä saa kuorman jakautumaan. Kirveen terä on esimerkki kiilasta.
Kalteva taso - ruuvi
•••Jupiterimages / Photos.com / Getty Images
Ruuvi muuttaa kiertovoiman lineaariseksi voimaksi. Esimerkiksi kun työnnät ruuvia seinään, kierrät ruuvimeisseliä ympyrässä, mutta ruuvi liikkuu lineaarisesti syvemmälle seinään. Samaa periaatetta sovelletaan visiireihin ja purkkikansiin.