简单机械
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机械最基本的单位就是简单机械,其定義為利用槓桿效益(亦稱為机械優勢)將施力放大、節省時間或改變方向的工具。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態的眾多族群中脱穎而出。而简单机械,则是人在建設文明社會中运用工具的知識结晶,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幾種基本元件組合而成的。
通常它們使用單一來源的施力作用在載荷的物品上。如果忽略受摩擦影響的損失,在負載上完成的功,等同於施加的力所做的功。简单机械可以增加出力的大小,但代價是負載移動的距離成比例下降。輸出功與施力的比率稱為机械優勢。 简单机械可被視為構成所有更複雜的機器(有時稱為“複合機器”)的基本“構件”。例如車輪、槓桿和滑輪的組合用於自行車機構。複合機器的機械優勢僅止相同於,其简单机械構件合成累積的機械優勢。
雖然它們在應用力學中仍然非常重要,但現代機構學已經超越了简单机械的觀念,因為所有機器都是由這些機器組成的最終成果,它們在文藝復興時期成為新古典主義對古希臘文明的放大器。工業革命時期出現的現代機器,所聯繫的多樣態和複雜性,在這六個簡單分類中沒有充分描述。各種後文藝復興時期的書籍作者,編譯了“简单机械”的擴展列表,通常使用諸如基本机械,複合機器或機器元件等術語來區分它們。到 19世紀末,弗朗茨·雷洛已經確定了數百個機器元件,稱其為简单机械。 現代機構理論分析各種機器的結構,將運動對組成的基本連結,稱為運動鏈。