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単純機械とは、力の方向や大きさを変える機械装置のことである。 一般的には、機械的優位性とも呼ばれる「てこ」を利用して、力を増幅させるものである。 ルネサンス期の科学者が古代ギリシャの文献を参考にして定義したのが6つの単純機械である。 産業革命までは、すべての機械はこの6つの単純機械の組み合わせであると考えられていた。 しかし、1800年代後半になると、産業界のより複雑な機械は、単純機械に類似した数十の基本要素に基づいていることが明らかになり、それはもはや真実ではなくなりました†。 以下は、オリジナルの6つの単純機械である。

レバー

レバーは、ピボット上にある剛体のプラットフォームで、もう一方の端に圧力がかかると、一方の端の荷重を持ち上げることができるものである。 持ち上げるために使用される端は、ピボットに近いです。 レバーは、比較的小さな圧力で荷重を持ち上げることができる。

車輪&車軸

小さい車軸に車輪を取り付け、車輪を回すと車軸にかかる力が大きくなるようにした機械。 より一般的な用途としては、地面上を移動する車両の摩擦を減らし、運動量を維持するために使用される。

プーリー

プーリーとは、紐やロープ、チェーンなど、引っ張り強度の高い、長くて柔軟な道具を保持するために取り付けられる車輪のことです。 一つの滑車は、ある場所から別の場所に力を伝達する以上のことはしない。 複数の滑車は、力を増幅するために使用することができます。

傾斜面

傾斜面はランプとも呼ばれ、斜めに傾いた平らな台である。 垂直な障害物を越えて重い荷物を昇降させるのに使用される。 真上に持ち上げるよりも小さな力で済むが、移動距離が長くなる。

くさび

くさびは三角形の道具で、その鈍い端に加えられた力を、傾斜した面に垂直な力に変換するものである。 楔は、楔の傾斜の長さと幅の比によって、機械的な利点を生む。 したがって、細長い楔は、太くて短い楔よりも力を増幅する。 鋸、ナイフ、斧の歯は、楔の一種です。 釘などの留め具も、楔の設計に基づいている。

ねじ

ねじは、連続した螺旋状のリブを持つ円柱である。 ネジとも呼ばれる留め具や、瓶の蓋などによく使われる。 ねじはセルフロックと呼ばれる性質があり、軸にいくら力を加えても逆回転することはない。 ねじは力を増幅するように設計することができ、そのためにバイスなどの機械に使用されます。 また、物を動かす機械としても使われる。 たとえば、ウォータースクリューは、パイプや水路の中にあるスクリューを回して、水を動かすことができるものです。 これは古代エジプト人が使っていたもので、現在でも関連する機械として残っています。 また、ウォータースクリューを逆手に取って、発電することもできます。

複合機械 複合機械とは、複数の単純機械から構成される機械である。 例えば、レバー、滑車、車輪、車軸で構成される自転車など。

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