简单机械

简单机械是改变力的方向或大小的机械装置。一般来说，它们可以被定义为使用机械优势（也称为杠 杆）来倍增力的最简单的机制。通常该术语指的是文艺复兴时期的科学家定义的六种经典简单机械：

• 杠 杆
• 轮轴
• 滑轮
• 斜面
• 楔子
• 螺丝

一台简单的机器使用单一的作用力来对抗单一的负载力做功。忽略摩擦损失，负载所做的功等于施加力所做的功。机器可以增加输出力的大小，代价是负载移动的距离按比例减少。输出与施加力之比称为机械优势。

简易单机可以被视为构成所有更复杂机器（有时称为复合机）的基本构建块。例如，轮子、杠 杆和滑轮都用在自行车的机构中。复合机的机械优势就是组成它的简单机械的机械优势的乘积。

尽管它们在力学和应用科学中仍然非常重要，但现代力学已经超越了将简单机器视为构成所有机器的最终构建块的观点，这种观点出现在文艺复兴时期，是对古希腊文本的新古典主义扩充。

这六个简单的类别不足以描述工业革 命期间出现的现代机器连杆的多样性和复杂性。

许多后文艺复兴时期的作者编制了简单机械的扩展列表，通常使用基本机械、复合机械或机械元件等术语来将它们与上述经典简单机械区分开来。

到 1800 年代后期确定了数百种机器元件，称它们为简单机器。现代机器理论将机器分析为由称为运动副的基本连杆组成的运动链。

简单机械的概念起源于公元前 3 世纪左右的希腊哲学家阿基米德，他研究了简单的机械：杠 杆、滑轮和螺杆。他发现了杠 杆的机械优势原理。

后来的希腊哲学家定义了经典的五种简单机械（不包括斜面），并能够计算出它们的（理想）机械优势。列出了五种可以使负载运动的机制：杠 杆、卷扬机、滑轮、楔子和螺钉，并描述了它们的制造和用途。

然而希腊人的理解仅限于简单机械的静力学（力的平衡），并没有包括动力学、力与距离的权衡、功的概念。

在文艺复兴时期，除了可以施加的力之外，还开始从机械动力（如简单机械的称呼）的角度来研究机械动力的动力学，最终导致了机械的新概念和新工种。

1586年弗拉芒工程师西蒙·史蒂文推导出斜面的机械优点，并将其与其他简单机械一起包括在内。

意大利科学家伽利略·伽利莱 (Galileo Galilei) 于 1600 年提出了简单机械的完整动力学理论，其中他展示了机械作为力放大器的潜在数学相似性。他是第 一个解释简单机器不会产生能量，只会转换能量。

如果简单机械不通过摩擦、磨损或变形耗散能量，则能量守恒，称为理想简单机械。 在这种情况下，输入机器的功率等于输出功率，并且可以从其几何尺寸计算出机械效益。

尽管每台机器在机械上的工作方式不同，但它们在数学上的运作方式是相似的。