的简单的机器是改变力的大小或方向的机械装置。通常可以将它们定义为利用机械优势（也称为杠杆）来增加力量的最准系统。
纵观历史，人类已经开发出各种设备来促进工作。最重要的是六种类型的简单机械：杠杆，车轮和轴，皮带轮，倾斜平面，楔形和螺钉。
资料来源：约翰·米尔斯（John Mills）
当您听到机器一词时，您会想到挖掘机或蒸汽机之类的东西。但是，在科学上，机器就是力量的任何东西。
机器可以增加产生的力，但会成比例地减小负载行进的距离。机械优势称为所产生的力与所施加的力之间的关系。
简单的机器使用与单个加载力相反的单个作用力。忽略摩擦损失，在负载上完成的功等于施加的力完成的功。
元素块
简单的机器无处不在，每天都用于执行简单的任务。从人类存在的最早时期起，也就使用了它们。
简单的机器可以视为组成所有更复杂的机器的基本模块，称为复合机器。
在自行车的机构中，例如，使用皮带轮，杠杆和车轮。复合机器的机械优势无非是组成它的简单机器的机械优势的结果。
但是，尽管它们在力学和应用科学中仍然被认为非常重要，但现代力学已经超越了将简单的机器视为构成所有机器的基本模块的愿景。
历史
最初的想法
大约在公元前3世纪。C.起源于希腊哲学家阿基米德（Archimedes）提出的一种简单机器的思想，他研究了以下简单机器：杠杆，皮带轮和螺丝。
他在杠杆中发现了机械优势的原理。他关于操纵杆的著名评论是：“给我一个倾斜的地方，我将移动地球”表示他的理解，即利用机械优势可以达到的增力没有极限。
后来，希腊哲学家定义了五台经典的简单机器，并能够计算出它们所具有的机械优势。
例如，亚历山大的苍鹭（Heron of Alexandria，公元10-75年）在其《力学》一书中列出了5种可以设定运动载荷的装置：皮带轮，轮和轴，杠杆，螺钉和楔形，详细说明了它们的制造和使用。
但是，希腊人的知识仅限于简单机械的静力学（力的平衡），不包括动力学，工作原理或力与距离之间的权衡。
文艺复兴时期
从文艺复兴时期开始，从可以将负载提升多远的角度出发，除了可以施加的力之外，还开始研究机械力的动力学，即所谓的简单机械，最终导致了新的概念机械功。
斜面的机械优势是由佛兰德工程师西蒙·史蒂文（Simon Stevin）于1586年推论的。它与其他简单的机械一起被包括在内。
意大利科学家Galileo Galilei在1600年的Le Meccaniche著作中阐述了简单机器的完整动力学理论，在其中他揭示了这些机器的力放大器的潜在数学相似性。他是第一个解释简单机器不会产生能量的人，他们只是改变了能量。
达·芬奇（Leonardo da Vinci）发现了机器中滑动摩擦的经典规则，但并未在他的入门书中发表或记录。1699年，纪尧姆·阿蒙顿（Guillaume Amontons）重新发现了这些规则，并在1785年由查尔斯·奥古斯丁·德·库伦（Charles-Augustin de Coulomb）制定了这些规则。
特点
简单的机器是没有或很少有运动部件的设备，这使工作变得更容易。简单机器的主要功能是放大力或改变机芯。
运动与力量
简单机器中的运动和力是密不可分的。它们总是成反比关系。
杠杆产生的力大于施加在杠杆上的力，但产生的运动小于施加的运动。即，力量的增加伴随着运动的减少。
工作
在力学中，力是当力沿作用方向移动时所做的工作。即，当施加力行进一段距离时，产生功。这在数学上表示为：功=力×距离。
例如，要举起物体，必须完成超过重力的工作，从而使物体能够向上移动。
要举起两倍重的物体，将物体举起相同的距离需要花费两倍的工作。将同一物体抬起两倍还需要两倍的工作量。
这种工作原理是定义简单机器中力和运动的机械功能的基础，突出了力和运动的不可分割性。
机械优势
相对于所施加的力，是执行功的力之间的关系。因此，这是简单机器的力放大效果。
简单机器的机械优势意味着可以使用较小的力来移动物体，但是必须将其移动更长的距离。
很多时候，一项任务被认为是困难的，因为它需要大量的力量。使用距离和力之间的权衡可以使任务更容易完成。
一个示例是将重物推下斜坡。将对象推下坡道比将其提升到正确的高度容易，但必须携带更长的距离。
简单的机器有什么用？
简单的机器通过执行以下一项或多项功能，使工作更加轻松：
-将力量从一个地方转移到另一个地方。
-改变力的方向。
-增加力量。
-增加力量的距离。
尽管简单的机器采用许多不同的形式，但它们有六种基本类型：
-楔形物：分离事物的装置。
-轮轴：用于减少摩擦，并作为力的乘数。
-杠杆：绕支点移动以增加或减少机械优势。
-倾斜平面：攀爬斜坡时提起物体。
-螺丝：可以将物品举起或固定在一起的设备。
-滑轮：改变力的方向。
增加作用力
简单的机器可以帮助人类增加施加到物体上的力。它们提供了机械优势来帮助移动物体。
如工作公式所示，简单机器的主要好处是可以通过在较大距离上施加较小的力来完成相同的工作量。
例如，您想将一个重10公斤的物体抬离地面2米。可以向上施加10千克的力，距离为2米，这样就可以完成20牛顿的工作。
如果使用的是3米长的杠杆，则将物体放在一端，并在离物体1米距离处的杆下放置10厘米支点，然后提起物体，则必须用另一只手向下推力量只有5公斤
但是，必须将杠杆的末端向下推4米，才能将物体抬起2米。
需要权衡。降低控制杆可使以前的距离增加一倍，但所需的力却减少一半，完成相同的工作量。
种类
杠杆
它是一种刚性杆，具有固定的支点作为支撑点。它由一个负载（即要移动或举起的物体），一个支点（即支点）和一个力（即移动或提起负载所需的力）组成。
向杠杆的一端施加力会在另一端产生更大的力。施加的力将根据从支点到负载的距离和应力而增加或减小。
轮轴
它由一个连接在较小轴上的轮组成，因此这两个部分一起旋转，力从一个传递到另一个。铰链支撑轴，允许旋转。
它促进了远距离移动物体的工作。圆头的轮子随圆柱轴线旋转，从而引起运动。
它也可以放大力量。施加在大车轮圆周上的力较小，可以移动附在车轴上的较大负载。
滑轮
它旨在支持拉紧绳索的运动和方向改变。绳子缠绕在车轮上。随着车轮转动，绳索向任何方向移动。
如果将钩子连接到绳索，则可以使用轮子的旋转来升起和放下物体，从而简化了工作。
斜面
它是一个平坦的表面，一端高于另一端，用作支撑物以升高或降低负载。它们被广泛用于在垂直障碍物上移动重物。
与直接举起物体相比，将物体移到倾斜平面上所需的力较小，但以增加行进距离为代价。
倾斜平面的机械优势等于倾斜表面的长度与其所覆盖的高度之比。
摇篮
这是一个三角形的工具。它可用于分离两个对象，移除一个对象碎片，提起它或将一个对象固定在适当的位置。
它通过将施加到其钝端的力转换为垂直于其倾斜表面的力来工作。
机械优势是由斜坡的长度和宽度之间的关系给出的。
拧
它是一种将旋转运动转换为线性运动，并将旋转力（转矩）转换为线性力的机构。螺钉实际上是另一种倾斜平面。
它最常见的形状是一个圆柱轴，该圆柱轴的外部带有称为螺纹的螺旋形凹槽。
螺钉穿过另一个对象或介质中的一个孔，该孔的内螺纹与螺纹啮合。
例子
杠杆
杠杆的一些示例是门把手，除钉锤上的爪，铁杠杆，电灯开关，开瓶器和铰链。
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轮轴
它们被发现沿圆周运动的地方，例如电风扇，电动机，旋转门，转盘和任何轮子，无论是在汽车中，在滑板上还是在自行车上。
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皮带轮
它们用于窗帘和百叶窗中来上下移动。
他们可以从地面抬起东西，就像在杆子上的旗帜一样。绳索被拉下，但旗帜升起。
它们还用于工业中来升高和降低重物，在船舶上用于升高和降低风帆，或用于移动建筑设备中的起重机。
电梯还使用滑轮使轿厢在楼层之间上下移动。
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倾斜的飞机
它们用于踏板车公园，轮椅坡道，以及用于将重型设备移入或移出卡车后部。
在楼梯，自动扶梯，人行道上，甚至是用于在邮箱中投递邮件的幻灯片上，都可以找到坡道的修改版本，直到火车上坡。
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摇篮
用于分离的楔子的一些示例可以是铲子，刀，斧头，镐，锯，一把剪刀或冰镐。
楔子也可以将东西固定在一起，例如订书钉，大头针，大头钉，钉子或门挡。
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拧
一些示例包括钻机，罐盖，灯泡，螺栓，瓶盖，水龙头和钢笔。
螺杆的另一种用途是在称为螺杆泵的装置中。这是一台巨大的螺旋形液压机，可潜入水中。旋转时，由于其螺旋形状，水沿扭绞轴上升，上升到需要的位置。螺杆泵通常用于灌溉和农业环境，例如农场。
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参考文献
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