Двома основними сімействами простих машин є сімейство важелів та сімейство похилих площин. До сімейства важелів належать прості важелі, шків, колесо і вісь. У межах сімейства похилих площин є проста похила площина, клин і гвинт. Ці прості машини створюють механічну перевагу, коли ви використовуєте їх, оскільки вони дозволяють надавати більше сили з меншою енергією на вантажі, які ви зазвичай не могли переміщати.
Важелі - Простий важіль
•••Група динамічної графіки / Група динамічної графіки / Getty Images
Найкраща ілюстрація простого важеля - це гойдалка, яку ви можете знайти на дитячому майданчику. Він складається з довгої вузької платформи, збалансованої на опорній точці. Замість того, щоб двоє дітей використовували гойдалки, уявіть, що вантаж, який ви хочете підняти, лежить на одному кінці, а ви натискаєте на інший. Положення точки опори визначає ефективність важеля. Чим ближче точка опори до навантаження, тим більше важелів ви досягнете. Ось чому ломи мають свою форму. Невеликий вигин на кінці лома - це опорна точка, розташована якомога ближче до вантажу, який потрібно розв’язати.
Важелі - Шків
•••Jupiterimages / Photos.com / Getty Images
Шків - це проста машина, що складається з мотузки, яку ви натягуєте через колесо. Ви прикріплюєте одну сторону мотузки до вантажу, який ви хочете перемістити, і тягнете мотузку з іншого боку колеса. Якщо ви прикріплюєте шків до твердого предмета, наприклад, збоку будівлі або стелі, це створює фіксований шків, і ваша механічна перевага одна. Це означає, що для того, щоб підняти його з землі, потрібно докласти таку саму силу, як вага вантажу. Якщо ви прикріпите шків безпосередньо до вантажу і дозволите шківу рухатися уздовж мотузки, цей рухомий шків дасть механічну перевагу в два або більше. Складені шківи - це поєднання нерухомих та рухомих шківів.
Важелі - колесо і вісь
•••Зображення в горошок / Горошок / Getty Images
За допомогою колеса та осі ви застосовуєте силу до колеса, і ця сила примножується та передається на вісь, яка обертається та діє на якийсь інший предмет, як правило, через мотузку. Найкращий приклад цієї простої машини - це велосипед. Ви натискаєте на зовнішні педалі ногами, і це передає силу на вісь та шестерні, що рухає заднє колесо.
Похила площина - проста похила площина
•••Тім Бойл / Getty Images News / Getty Images
Приклад простої похилої площини - пандус для інвалідного візка. Уявіть, що ви намагаєтеся підняти 150 фунтів. людина в інвалідному візку три фути в повітрі. Вам було б дуже важко і неможливо людині, яка сидить у кріслі. Однак, якщо пандус досить довгий, ви або людина в інвалідному візку можете відсунути інвалідний візок на три фути від землі. Похила площина працює шляхом перетворення горизонтальної сили штовхання у вертикальну силу підйому. Ви витрачаєте однакову кількість енергії, оскільки вам доводиться штовхати інвалідний візок на відстань пандуса, але ваше тіло не повинно переносити напруження підняття інвалідного крісла прямо вгору.
Похила площина - клин
•••Thinkstock / Comstock / Getty Images
Клин - це проста машина, яку ви використовуєте для розколювання вантажів, таких як дерево або каміння. Це витягнуте трикутне пристосування з вузькою плоскою основою. Помістивши кінчик клину в щілину скелі або дерева, ви б'єте по рівному краю киянкою. Знижуюча сила кияни ділиться на два напрямки, перпендикулярно сторонам клину, що призводить до розколювання вантажу. Лезо сокири - приклад клину.
Похила площина - гвинт
•••Jupiterimages / Photos.com / Getty Images
Гвинт перетворює силу обертання на лінійну силу. Наприклад, коли ви забиваєте гвинт у стіну, ви викручуєте викрутку по колу, але гвинт рухається в лінійному напрямку глибше в стіну. Той самий принцип застосовується до віз та кришок банок.
