작업은 거리에 힘을 적용하여 수행됩니다. 이 6 개의 간단한 기계는 입력력보다 더 큰 출력력을 만듭니다. 이 힘의 비율은 기계적 이점 입니다 기계의. 여기에 나열된 6 개의 단순한 기계는 모두 수천 년 동안 사용되어 왔으며, 그 중 일부의 물리학은 그리스 철학자 Archimedes (기원전 287-212 년)에 의해 정량화되었습니다. 결합되면이 기계는 자전거의 경우와 같이 더 큰 기계적 이점을 만들기 위해 함께 사용될 수 있습니다.
레버
레버는 단단한 물체 (종종 어떤 종류의 막대)와 풀 크럼 (또는 피벗)으로 구성된 간단한 기계입니다. 강성 물체의 한쪽 끝에 힘을 적용하면 fulcrum에 대한 피벗이 발생하여 단단한 물체를 따라 다른 지점에서 힘의 배율을 유발합니다. 입력력, 출력력 및 Fulcrum이 서로 관련된 위치에 따라 세 가지 클래스의 레버가 있습니다. 최초의 레버는 기원전 5000 년까지 균형 스케일로 사용되었습니다. Archimedes는 "나에게 서있을 곳을 주면 지구를 움직일 것"이라고 말한 것으로 알려져 있습니다. 야구 방망이, 시소, 수레 및 크로우 바는 모든 유형의 레버입니다.
휠 및 액슬
휠은 중앙의 강성 막대에 부착 된 원형 장치입니다. 휠에 가해지는 힘은 차축이 회전하게되며, 이는 힘을 확대하는 데 사용될 수 있습니다 (예를 들어, 차축 주위에 로프 바람이 있으면). 대안으로, 차축에서 회전을 제공하기 위해 적용되는 힘은 휠의 회전으로 번역됩니다. 중앙 풀 크럼 주변에서 회전하는 레버 유형으로 볼 수 있습니다. 알려진 최초의 휠과 액슬 조합은 기원전 3500 년경 메소포타미아에서 만든 4 륜 카트의 장난감 모델이었습니다. 페리스 휠, 타이어 및 롤링 핀은 휠과 액슬의 예입니다.
경사면
경사면은 다른 표면에 각도로 설정된 평면 표면입니다. 이로 인해 더 먼 거리에 힘을 적용하여 동일한 양의 작업을 수행합니다. 가장 기본적인 경사면은 경사로입니다. 수직으로 높이로 올라가는 것보다 경사로를 높이 올라가는 데 더 적은 힘이 필요합니다. 자연적으로 자연스럽게 발생하기 때문에 경사면을 발명 한 사람은 없었지만 사람들은 기원전 10,000 ~ 8,500 년 사이에 큰 건물 (기념비적 건축물)을 건설하기 위해 경사로를 사용했습니다. Archimedes의 "평면 평형"은 다양한 기하학적 평면 그림의 중력 중심을 설명합니다.
웨지
웨지는 종종 측면이 기울어 진 2 인 경사면으로 간주되며 측면은 측면의 길이를 따라 힘을 발휘하기 위해 움직입니다. 힘은 경사면에 수직이므로 두 개의 물체 (또는 단일 물체의 부분)를 분리합니다. 축, 나이프 및 끌은 모두 웨지입니다. 일반적인 "도어 웨지"는 표면의 힘을 사용하여 별도의 물건보다는 마찰을 제공하지만 여전히 근본적으로 웨지입니다. 웨지는 우리 조상 homo erectus가 만든 가장 오래된 단순한 기계입니다. 최소한 석재 도구를 만들기 위해 120 만 년 동안.
나사
나사는 표면을 따라 홈이있는 샤프트입니다. 나사를 회전시킴으로써 (토크를 적용), 힘은 그루브에 수직으로 적용되어 회전력을 선형으로 변환합니다. 하드웨어 나사와 볼트처럼 객체를 함께 고정시키는 데 자주 사용됩니다. 메소포타미아의 바빌로니아 인들은 기원전 7 세기에 나사를 개발하여 저지대 몸에서 더 높은 몸 (강에서 정원을 관찰)으로 물을 높이기 위해 나사를 개발했습니다. 이 기계는 나중에 Archimedes의 나사로 알려질 것입니다.
풀리
풀리는 밧줄이나 케이블을 배치 할 수있는 가장자리를 따라 홈이있는 휠입니다. 그것은 필요한 힘의 크기를 줄이기 위해 더 먼 거리에 걸쳐 힘을 바르고 로프 나 케이블의 장력을 사용합니다. 복잡한 풀리 시스템을 사용하여 처음에는 물체를 이동하기 위해 적용 해야하는 힘을 크게 줄일 수 있습니다. 기원전 7 세기 바빌로니아 사람들은 간단한 풀리를 사용했습니다. 첫 번째 복잡한 복합체 (여러 바퀴)는 기원전 400 년경 그리스인들에 의해 발명되었습니다. Archimedes는 기존 기술을 완성하여 최초의 완전히 실현 된 블록과 태클을 만들었습니다.
기계가 뭐야?
그리스어에서 "기계"( "Machina")이라는 단어의 첫 번째 사용은 기원전 8 세기의 고대 그리스 시인 호머가 정치적 조작을 언급하는 데 사용했습니다. 그리스 극작가 Aeschylus (기원전 523 ~ 426 년)는 " deus ex machina 와 같은 연극 기계와 관련하여 단어를 사용하는 것으로 인정됩니다. "또는"기계의 신. "이 기계는 배우들이 신을 무대에 데려 오는 크레인이었습니다.
출처 및 추가 읽기
- Bautista Paz, Emilio, et al. "기계와 메커니즘의 간단한 설명." Dordrecht, Germany :Springer, 2010. Print.
- Ceccarelli, 마르코. "메커니즘의 역학과 메커니즘 설계에 대한 아르키메데스의 기여." 메커니즘 및 기계 이론 72 (2014) :86–93. 인쇄.
- Chondros, Thomas G. "Archimedes Life Works and Machines." 메커니즘 및 기계 이론 45.11 (2010) :1766–75. 인쇄.
- Pisano, Raffaele 및 Danilo Capecchi. "Torricelli의 역학에 Archimedean 뿌리에." Archimedes의 천재 :23 세기 수학, 과학 및 공학에 영향을 미칩니다. eds. Paipetis, Stephans A. 및 Marco Ceccarelli. 2010 년 6 월 8 일부터 10 일까지 이탈리아 시러큐스에서 열린 국제 회의 절차. 독일 도르드 레크 트 :스프링거, 2010 17–28. 인쇄.
- Waters, Shaun 및 George A. Aggidis. "2000 년 이상 검토 :펌프에서 터빈으로 아르키메데스 나사의 부흥." 재생 가능하고 지속 가능한 에너지 리뷰 51 (2015) :497–505. 인쇄.
