Az egyszerű gépek mechanikai előnyöket nyújtanak. Egyszerűbben fogalmazva: az egyszerű gépek megkönnyítik a munkát azáltal, hogy bizonyos erőfeszítéssel növelik a végzett munka mennyiségét, vagy csökkentik az ugyanazon munka elvégzéséhez szükséges erőfeszítés mennyiségét. A munka definíció szerint egyenlő az erő és a távolság távolságával. A karként ismert egyszerű gép három változatban kapható, amelyek mindegyike az alkalmazott erő hatékonyságának növelésével végez munkát.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
A karok példái a mindennapi életben: fogkefék, talicska, olló, fogó, palack nyitók, felmosók, seprűk, lapátok, diótörők és sportfelszerelések, mint baseball ütők, golfütők és jégkorong botok. Még a karja is működhet karként.
Munka, erő és távolság
A karokkal végzett munka általában megváltoztatja az alkalmazott erő irányát, az alkalmazott erő által előidézett távolságot és sebességet vagy az alkalmazott erő tényleges erősségét. A karok egy rudat használnak egy erőfeszítés (alkalmazott erő) áthelyezéséhez a támaszponton (fókuszált ponton) egy terhelésre vagy ellenállásra. A kar eme három elemének relatív helyzete határozza meg, hogy a kar a első osztályú vagy elsőrendű kar, másodosztályú vagy másodrendű kar vagy harmadik osztályú vagy harmadrendű kar.
Első osztályú karok
Az első osztályú (más néven elsőrendű) emelőkarok a támaszpont egyik oldalán kifejtett erőt gyakorolnak, a terhelés vagy ellenállás pedig a támaszpont másik oldalán. A támaszpont közelebb helyezése a terhelés végéhez növeli az erő hatékonyságát az erőfeszítés végétől. Ez a típusú kar lehet a legkönnyebben felismerhető.
Másodosztályú karok
A másodosztályú (vagy másodrendű) karok a kar egyik végén, a támaszpont pedig a kar másik oldalán vannak kifejtve. A terhelés vagy az ellenállás a támaszpont és az alkalmazott erő között van.
Harmadik osztályú karok
A harmadik osztályú (vagy harmadrendű) emelőkarok terhelése a kar egyik végén, a támaszpont pedig a kar másik végén található. Az alkalmazott erő a terhelés és a támaszpont között lép fel.
Tízféle kar
Első = Osztály kar példák
A libikóka vagy a teeter-totter lehet a leggyakrabban elismert elsőrendű kar. A libikóva lefelé alkalmazott ereje a libikóka egyik végén átfordul a támaszponton, hogy a másik végén felemelje a lovast. A támaszpont közelebb helyezése egy nagyobb motoroshoz növeli az erő hatékonyságát egy kisebb lovasnál.
Az olló egy másik gyakori elsőrendű kar. A fogantyúk erővel vagy erőfeszítéssel hatnak, a két oldalt összekötő csavar képezi a támaszpontot, és a pengékre átvitt erő lehetővé teszi az olló vágását.
Az ollóhoz hasonlóan a fogó is elsőrendű emelőként működik, erőt kifejtve a fogantyúkon. A csuklós középpont támaszpontként működik, és a terhelés vagy ellenállás a fogó fogai között jelentkezik.
Másodosztályú karos példák
A talicskák a másodrendű karok példái. A kerék támaszpontként szolgál. Az alkalmazott erő a fogantyúknál jelentkezik. A terhelés természetesen az erő és a támaszpont között fekszik.
A klasszikus kézi diótörő szintén másodrendű kar. A csuklós vég szolgál támaszpontként. A fogantyúk végére kifejtett erő megrepedi az anyát (terhelést), amely a között helyezkedik el.
A kézi üvegnyitó másodrendű karként működik. Erőt gyakorolnak a nyitó egyik végére annak érdekében, hogy leküzdjék a palack kupakjának ellenállását. A támaszpont a nyitó végén fekszik, amely a palack kupakjára támaszkodik.
Harmadik osztályú kar példák
A harmadrendű karok sokféle sportfelszerelést tartalmaznak, beleértve a baseball ütőket, a golfütőket és a jégkorong botokat. Mindkét kezével fogja ezeket, de az egyik csupán a tárgyat tartja, míg a másik nagyobb erőt fejt ki. Tehát mindhárom példának az egyik végén van a támaszpont, ahol az egyik keze tartja a kart (vagyis az ütőt, botot és így tovább). Az alkalmazott erő a támaszpont közelében történik, ahol a másik keze erőfeszítéseket tesz annak érdekében, hogy az erő a tárgy ellentétes végét mozgassa, átadva az erőt a baseball, a golflabda vagy a hoki korongra.
Az alma megemeléséhez harmadrendű kart használunk - a karját! A könyök támaszpontként szolgál, az alkalmazott erő az izmokból származik, és az alma vagy a teher megemelkedik.
A lapát harmadrendű karként működik. A hokibothoz hasonlóan a végéhez legközelebb eső kéz támaszpontként működik, a második kéz erőfeszítést nyújt, a lapát vége pedig megemeli és mozgatja a terhet.
A seprűk és a felmosók harmadrendű emelőként is működnek. A felső kéz támaszpontként szolgál, az alsó kéz biztosítja az erőt, és a seprű vagy a felmosó vége a szennyeződés és a padló ellenállásának nyomja.