6種簡單的機器

通過在遠處施加力來執(zhí)行工作。這六臺簡單的機器產生的輸出力大于輸入力;這些力的比值是機器的機械優(yōu)勢。這里列出的所有六臺簡單機器已經使用了數千年,其中幾個機器的物理特性由希臘哲學家阿基米德(公元前287-212年)量化。當組合時,這些機器可以一起使用以產生更大的機械優(yōu)勢,例如在自行車的情況下。

8>杠桿

杠桿是一臺簡單的機器,由剛性物體(通常是某種桿)和支點(或樞軸)組成。向剛性物體的一端施加力使其圍繞支點轉動,從而導致沿著剛性物體的另一個點處的力的放大。根據輸入力,輸出力和支點彼此相關的位置,有三類杠桿。最早的杠桿在公元前5000年被用作平衡尺度;阿基米德相信說"給我一個站立的地方,我會移動地球。"棒球棒,鋸,輪椅和烏鴉都是杠桿的類型。

Wheel&Axile

車輪是一個圓形設備,連接到其中心的剛性桿上。施加到車輪上的力導致軸旋轉,其可用于放大力(例如,通過在軸周圍具有繩索纏繞)。或者,施加在軸上提供旋轉的力轉化為車輪的旋轉。它可以看作是一種圍繞中心支點旋轉的杠桿。已知的最早的輪和軸組合是在公元前3500年在美索不達米亞制造的四輪推車的玩具模型。Ferris車輪,輪胎和滾動銷是車輪和車輪的例子。

斜面

傾斜平面是與另一表面成角度設置的平面表面。這個r通過在更長的距離上施加力來完成相同的工作量。最基本的斜面是斜坡;向上移動斜坡到更高的高度所需的力要小于垂直爬升到該高度所需的力。沒有人發(fā)明傾斜平面,因為它自然發(fā)生在自然界中,但人們早在公元前10000-8500年就使用斜坡建造大型建筑物(紀念建筑)。阿基米德's"平面上平衡"描述各種幾何平面圖形的重心。

Wedge

楔形通常被認為是雙傾斜平面-兩側傾斜,移動以沿著側面的長度施加力。該力垂直于傾斜表面,因此它將兩個物體(或單個物體的一部分)分開。軸,刀和鑿子都是楔子。常見的"門楔"使用表面上的力來提供摩擦,而不是分開的東西,但它仍然基本上是一個楔形。楔形是最古老的簡單機器,由我們的祖先直立人至少早在120萬年前制造石頭工具。

Screw

螺釘是沿其表面具有傾斜凹槽的軸。通過旋轉螺釘(施加扭矩),垂直于凹槽施加力,從而將旋轉力轉換成線性力。它經常用于將物體固定在一起(如硬件螺絲和螺栓所做的那樣)。美索不達米亞的巴比倫人在公元前7世紀開發(fā)了螺絲,將水從低位體提升到高位(從河流灌溉花園)。這臺機器后來被稱為阿基米德'螺絲。

滑輪

滑輪是沿著其邊緣具有凹槽的輪子,其中可以放置繩索或電纜。它使用在較長距離上施加力的原理,以及繩索或電纜中的張力來減小m必要力量的大小。復雜的滑輪系統(tǒng)可用于**降低最初移動物體時必須施加的力。巴比倫人在公元前7世紀使用簡單的滑輪;第一個復雜的滑輪(有幾個輪子)是希臘人在公元前400年發(fā)明的。阿基米德完善了現有技術,使第一個完全實現的區(qū)塊和解決方案成為可能。

什么'是機器?

希臘語中第一次使用單詞"machine"("machina")是公元前8世紀的古希臘詞荷馬,他用它來指政治操縱。希臘玩家Wright Aeschylus(公元前523-426年)被認為是使用這個詞來指代戲劇機器,例如機器上的"deus ex machina"or"來自機器的上帝。"這臺機器是一臺將演員玩神帶到舞臺上的電梯。

來源并進一步閱讀

  • Bautista-Paz,Emilio等人"簡要說明了機器和機械的歷史。"Dordrecht,德國:Springer,2010。打印。
  • Ceccarelli,Marco。"阿基米德對機械和機械設計的貢獻。"機械和機器理論72(2014):86-93。打印。
  • Chondros,Thomas G."阿基米德生命工程與機器。"機械與機器理論45兒童健康知識講座ppt.11(2010):1766-75。打印。
  • PIsano,Raffaele和Danilo Capecchi。"阿基米德根源于Torricelli's Mechanics。"阿基米德的天才:對數學科學和工程有23個世紀的影響。編輯Paipetis,Stephans A.和Marco Ceccarelli。2010年6月8日至10日在意大利錫拉丘茲舉行的國際會議記錄。多德雷赫特,德國:斯普林格,2010年。17-28。打印。
  • Waters,Shaun和George A.Aggidis。"回顧2000多年:阿基米德螺桿從泵到渦輪機的復興。"可再生和S可持續(xù)能源評論51(2015):497-505。打印。

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