ماسین های ساده

به نسبت نيروي مقاوم بر نيروي محرک هر سيستمي مزيت مکانيکي آن سيستم گفته مي‌شود.

ديد کلي
فرض کنيد جسمي داخل ماشين قرار دارد، مزيت مکانيکي در خصوص ماشين نسبت بين نيرويي است که ماشين به جسم وارد مي‌کند و نيرويي است که جسم به ماشين وارد مي‌کند. مزيت مکانيکي نشان مي‌دهد که ماشين نيروي وارده را چند برابر مي‌کند. براي مثال ، شايد تصور کنيد که استفاده از جک براي بلند کردن اتومبيل سبب مي‌شود که ما کار کمتري براي بلند کردن آن انجام دهيم اما هرگز چنين نيست. مي‌دانيم که براي بلند کردن اتومبيل بايد مقدار معيني کار انجام شود، اين مقدار با بکار گيري جک کاهش پيدا نمي‌کند، جک تنها کار را آسانتر مي‌کند.

مثلا براي بلند کردن اتومبيل بدون استفاده از جک لازم است شما نيرويي بيش از 5000 نيوتن را بر آن وارد کنيد، مسلما وارد کردن چنين نيرويي توسط شما غير ممکن است. جک به شما کمک مي‌کند تا شما با نيرويي در حدود 100 نيوتن اتومبيل را بلند کنيد، در اين صورت جک اتومبيل نيروي وارد بر آن را حدودا 50 برابر کرده است، لذا گفته مي‌شود که مزيت مکانيکي اين جک حدودا 50 است.
ماشين ساده
گروهي از ماشينها که پايه و اساس ساخت ماشينهاي ديگر را تشکيل مي‌دهند، ماشين ساده ناميده مي‌شوند. ماشينهاي ديگر حالت تغيير شکل يافته ماشين ساده يا ترکيبي از چند ماشين ساده با يکديگر هستند.
اهرم نوع اول
اهرم ميله بلندي است که محلي از آن به جايي تکيه دارد. براي مثال ميله الاکلنگ را در نظر بگيريد، ميله‌اي از وسط به محلي تکيه دارد، دو نيرو از دو انتهاي ميله بر ميله اثر مي‌کنند و سبب نوسان ميله مي‌شود. به فرض اگر نيروي محرک از سمت راست بر انتهاي ميله بطور قائم و به سمت پايين وارد شود به علت اثر اين نيرو ، نيروي مقاوم بر انتهاي ديگر ميله و به سمت بالا در راستاي قائم وارد مي شود، فاصله بين نيروي محرک تا تکيه گاه بازوي محرک و فاصله بين نقطه اثر نيروي مقاوم تا تکيه گاه بازوي مقاوم ناميده مي‌شود.
اهرم نوع دوم
در اين نوع از اهرم تکيه گاه بر يکي از دو انتهاي ميله منطبق است، اگر نيروي محرک بر انتهاي ديگر ميله و بطور قائم به سمت بالا وارد شود، نيروي مقاوم بر وسط ميله در راستاي قائم و به سمت بالا وارد مي‌شود. در اين حالت نيروي مقاوم بين تکيه گاه و نيروي محرک قرار دارد.
اهرم نوع سوم
در اين نوع اهرم که عکس نوع دوم است. ميله از يکي از دو انتهاي خود از بالا به تکيه گاه تکيه کرده است و نيروي محرک بر وسط ميله اثر مي‌کند، در راستاي قائم و به سمت بالا و نيروي مقاوم بر انتهاي ديگر ميله و در راستاي قائم به سمت بالا وارد مي‌شود. در اين نوع اهرم نيروي محرک بين تکيه گاه و نيروي مقاوم قرار دارد. مزيت مکانيکي اهرم همچون هر ماشين از نسبت نيروي محرک و مقاوم بدست مي‌آيد. البته اگر از اصطکاک صرفنظر کنيم، مزيت مکانيکي اهرم از نسبت طول بازوي محرک بر طول بازوي مقاوم هم بدست مي‌آيد.
قرقره
قرقره يک ماشين ساده است، هر قرقره محوري دارد که حول آن مي‌تواند آزادانه بچرخد، البته گاهي مي‌توان دو يا چند قرقره ثابت و متحرک را باهم ترکيب کرد و يک قرقره مرکب بوجود آورد. قرقره‌ها را مي‌توان نوعي اهرم به شمار آورد با اين تفاوت که دامنه حرکت اهرم محدود است، اما دامنه حرکت قرقره محدود نيست. در يک قرقره که از مرکز به محلي توسط ميله متصل است و طنابي از دور آن رد شده و به يکي از دو انتهاي آن جسمي آويزان است. اگر انتهاي آزاد طناب را بکشيم جسم در سمت ديگر بالا مي‌آيد در اين حالت قرقره ثابت است و نقطه تکيه گاه مرکز قرقره است و نيرويي که به سمت آزاد طناب وارد شود به عنوان نيروي محرک و نيرويي که به جسم وارد مي‌شود به عنوان نيروي مقاوم است.

 قرقره متحرک:قرقره متحرک قرقره‌اي است که از مرکز آويزان نشده بلکه طنابي از قسمت پايين آن رد شده و يکي از دو انتهاي طناب به سقف آويزان است و جسم از مرکز ديسک آويزان است. در اين حالت محل اتصال طناب به کناره ديسک که در بالا به سقف وصل است به عنوان تکيه گاه است و نيرويي که به سر آزاد طناب وارد کنيم به عنوان نيروي محرک و نيرويي که بر جسم وارد مي‌شود به عنوان نيروي مقاوم است.
 چرخ و محور:چرخ و محور شامل چرخي است که به مرکز آن ميله‌اي وصل شده است با چرخاندن چرخ ميله نيز مي‌چرخد. از نمونه‌هاي چرخ و محور مي‌توان کليد ، فرمان اتومبيل ، آچار ، پيچ گوشتي ، چرخ چاه و چرخ مته دستي را نام برد. در چرخ و محور معمولا نيروي محرک را به چرخ و نيروي مقاوم را به محور وارد مي‌کنند اما برعکس اين حالت نيز امکان پذير است. براي اينکه افزايش يا کاهش نيرو را در اين دو حالت احساس کنيد مي‌تواند به کمک يک سيني گود يا چرخ سه چرخه به عنوان چرخ و يک ميله چوبي يا فنري به عنوان محور استفاده کنيد. حال با يک دست چرخ را در دست بگيريد و بچرخانيد و با دست ديگر محور را گرفته و مانع حرکت آن شويد، در اين حالت چرخ و محور مي‌چرخند.
در چرخ و محور بين شعاع چرخ و شعاع محور و نيروهايي که به چرخ و محور وارد مي‌شوند رابطه برقرار است:

نيرويي که به چرخ وارد مي‌شود/نيرويي که بر محور وارد مي‌شود = شعاع محور/شعاع چرخ

سطح شيبدار
سطح شيبدار هم نوعي ماشين ساده است و سبب مي‌شود که بتوانيم به کمک يک نيروي کم اما در مسافتي طولاني جسمي را به سمت بالا حرکت دهيم، در حاليکه ممکن است جابجا کردن اين جسم بطور مستقيم از سطح زمين بر روي سطح بالايي در حد نيروي ما نباشد.
گوه و پيچ
گوه و پيچ نيز ماشينهاي ساده هستند و مي‌توان آنها را نوعي سطح شيبدار به حساب آورد. چاقوي معمولي يک گوه است، تيغه‌هاي قيچي نيز گوه هستند، گوه يک سطح شيبدار متحرک است. پيچ نيز سطح شيبداري است که به دور يک ميله پيچيده شده،