El trabajo se realiza aplicando una fuerza a distancia. Estas seis máquinas simples crean una fuerza de salida mayor que la fuerza de entrada; la relación de estas fuerzas es la ventaja mecánica de la máquina. Las seis máquinas simples enumeradas aquí se han utilizado durante miles de años, y la física detrás de varias de ellas fue cuantificada por el filósofo griego Arquímedes (ca. 287-212 a. C.). Cuando se combinan, estas máquinas se pueden usar juntas para crear una ventaja mecánica aún mayor, como en el caso de una bicicleta.
Palanca
Una palanca es una máquina simple que consta de un objeto rígido (a menudo una barra de algún tipo) y un fulcro (o pivote). Aplicar una fuerza a un extremo del objeto rígido hace que gire alrededor del fulcro, provocando un aumento de la fuerza en otro punto a lo largo del objeto rígido.
Hay tres clases de palancas, dependiendo de dónde se encuentren la fuerza de entrada, la fuerza de salida y el punto de apoyo entre sí. La primera palanca estaba en uso como balanza en 5000 a. C. A Arquímedes se le atribuye haber dicho «Dame un lugar para pararme y moveré la tierra». Los bates de béisbol, los balancines, las carretillas y las palancas son todos tipos de palancas.
Eje de la rueda
Una rueda es un dispositivo circular que está unido a una barra rígida en su centro. Una fuerza aplicada a la rueda hace que el eje gire, lo que puede usarse para magnificar la fuerza (por ejemplo, haciendo que una cuerda se enrolle alrededor del eje). Alternativamente, una fuerza aplicada para proporcionar rotación sobre el eje se traduce en rotación de la rueda.
Puede verse como un tipo de palanca que gira alrededor de un fulcro central. La primera combinación de rueda y eje conocida fue un modelo de juguete de un carro de cuatro ruedas fabricado en Mesopotamia alrededor del 3500 a. C. Las ruedas de la fortuna , los neumáticos y los rodillos son ejemplos de ruedas y ejes.
Plano inclinado
Un plano inclinado es una superficie plana que forma un ángulo con otra superficie. Esto da como resultado hacer la misma cantidad de trabajo aplicando la fuerza sobre una distancia más larga. El plano inclinado más básico es una rampa; se requiere menos fuerza para subir una rampa a una elevación más alta que para subir a esa altura verticalmente.
Nadie inventó el plano inclinado ya que se produce de forma natural en la naturaleza, pero la gente usaba rampas para construir grandes edificios ( arquitectura monumental ) ya en el año 10.000–8.500 a. C. «On Plane Equilibrium» de Arquímedes describe los centros de gravedad de varias figuras planas geométricas.
Cuña
La cuña a menudo se considera un plano inclinado doble (ambos lados están inclinados) que se mueve para ejercer una fuerza a lo largo de los lados. La fuerza es perpendicular a las superficies inclinadas, por lo que separa dos objetos (o partes de un solo objeto). Hachas, cuchillos y cinceles son todos cuñas.
La «cuña de la puerta» común usa la fuerza en las superficies para proporcionar fricción, en lugar de separar las cosas, pero sigue siendo fundamentalmente una cuña. La cuña es la máquina simple más antigua, fabricada por nuestros antepasados Homo erectus hace al menos 1,2 millones de años para fabricar herramientas de piedra .
Tornillo
Un tornillo es un eje que tiene una ranura inclinada a lo largo de su superficie. Al girar el tornillo (aplicando un par ), la fuerza se aplica perpendicularmente a la ranura, traduciendo así una fuerza de rotación en una lineal. Se utiliza con frecuencia para sujetar objetos entre sí (como lo hacen el tornillo y el perno de hardware). Los babilonios de Mesopotamia desarrollaron el tornillo en el siglo VII a. C., para elevar el agua de un cuerpo bajo a uno más alto (regar un jardín desde un río). Esta máquina se conocería más tarde como el tornillo de Arquímedes.
Polea
Una polea es una rueda con una ranura a lo largo de su borde, donde se puede colocar una cuerda o cable. Utiliza el principio de aplicar fuerza en una distancia más larga, y también la tensión en la cuerda o cable, para reducir la magnitud de la fuerza necesaria. Se pueden utilizar sistemas complejos de poleas para reducir en gran medida la fuerza que se debe aplicar inicialmente para mover un objeto.
Los babilonios utilizaron poleas simples en el siglo VII a. C. el primer complejo (con varias ruedas) fue inventado por los griegos alrededor del 400 a. C. Arquímedes perfeccionó la tecnología existente, haciendo el primer bloque y aparejo completamente realizado.
¿Qué es una máquina?
El primer uso de la palabra «máquina» («machina») en griego fue por el antiguo poeta griego Homero en el siglo VIII a. C., quien la usó para referirse a la manipulación política. Al dramaturgo griego Esquilo (523–426 a. C.) se le atribuye el uso de la palabra en referencia a máquinas teatrales como el » deus ex machina » o «dios de una máquina». Esta máquina era una grúa que subía al escenario a actores que interpretaban a dioses.
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