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维基少年:事物如何运作/六种简单机械

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简单机构的图纸,来自 1728 年出版的百科全书。(#15 绘制错误)

简单机械是一种改变力方向或大小的装置。它们是用来建造更复杂机器的构建块。例如,自行车中就使用了轮子、杠杆、螺丝和滑轮。

六种简单机械是

机械优势

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简单机械是最基本的机制,它利用机械优势(也称为杠杆作用)来放大力。它们是怎么做到的呢?实际上是因为一个叫做功的概念。你知道,如果你步行 2 英里去学校,比步行 1 英里去学校要困难得多。每一步需要多少努力?努力是你移动身体所需的全部力量。科学家和工程师将你在一定距离内所用的努力称为“功”。

简单机械使用力对负载做功。如果不存在摩擦力,对负载做的功等于施加力的功。简单机械通常用来增加输出力的量。但是有一个权衡,力越大,覆盖的距离越短。输出力与输入力的比值称为机械优势。

“简单机械”的概念起源于古希腊哲学家阿基米德。他研究了杠杆、滑轮和螺丝。他还发现了杠杆的机械优势原理。在文艺复兴时期,经典的五种简单机械(不包括楔形)开始作为一个整体被研究。意大利科学家伽利略·伽利雷在 1600 年完成了对简单机械的完整理论。他是第一个理解简单机械不创造能量,只转换能量的人。

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