简单机械
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机械最基本的单位就是简单机械,其定义为利用杠杆效益(亦称为机械优势)将施力放大、节省时间或改变方向的工具。简单机械是人运用力的基本机械元件。在人类最初伟大的发现发明中,对火、语言与工具的掌握,使得人类最终从地球生态的众多族群中脱颖而出。而简单机械,则是人在建设文明社会中运用工具的知识结晶,是牛顿力学(向量力学)研究的重要对象。
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常用的六种简单机械都是由下面几种基本元件组合而成的。
通常它们使用单一来源的施力作用在载荷的物品上。如果忽略受摩擦影响的损失,在负载上完成的功,等同于施加的力所做的功。简单机械可以增加出力的大小,但代价是负载移动的距离成比例下降。输出功与施力的比率称为机械优势。 简单机械可被视为构成所有更复杂的机器(有时称为“复合机器”)的基本“构件”。例如车轮、杠杆和滑轮的组合用于自行车机构。复合机器的机械优势仅止相同于,其简单机械构件合成累积的机械优势。
虽然它们在应用力学中仍然非常重要,但现代机构学已经超越了简单机械的观念,因为所有机器都是由这些机器组成的最终成果,它们在文艺复兴时期成为新古典主义对古希腊文明的放大器。工业革命时期出现的现代机器,所联系的多样态和复杂性,在这六个简单分类中没有充分描述。各种后文艺复兴时期的书籍作者,编译了“简单机械”的扩展列表,通常使用诸如基本机械,复合机器或机器元件等术语来区分它们。到 19世纪末,弗朗茨·雷洛已经确定了数百个机器元件,称其为简单机械。 现代机构理论分析各种机器的结构,将运动对组成的基本连结,称为运动链。