תוֹכֶן
במובן הכללי, מכונה היא מכשיר המשתמש באנרגיה לביצוע עבודה. למכונות מגוון עצום של יישומים בתחום התעשייתי, המסחרי, המגורים ובכל תחום אחר שמייצר או חוקר דברים. שני סוגי המכונות הבסיסיות הם מכונות פשוטות ומכונות מורכבות. ההבדל בין מכונות פשוטות למורכבות הוא שמכונה מורכבת היא אוסף של מכונות פשוטות העובדות במקביל.
מכונות פשוטות
מכונה פשוטה היא המכשיר הפשוט ביותר שמבצע עבודה. מכונה פשוטה מפעילה כוח יחיד על עומס בודד ובאופן כללי משמשת כאבן בניין בפיתוח מכונות מורכבות מורכבות יותר. מכונות פשוטות בדרך כלל מתחלקות לאחת משש קטגוריות, כולל: מנוף, גלגל וציר, גלגלת, מטוס נוטה, טריז והברגה. מכונות פשוטות אינן מכילות מקור אנרגיה ולכן אינן יכולות לבצע עבודות רבות יותר ממה שמופעל עליהן בשימוש שלהן.
סוגי מכונות פשוטות
מנוף הוא עצם הפועל כנקודת ציר שמכפיל את הכוח שניתן להפעיל על עצם אחר. הגלגל והציר הם מוט המחובר לגלגל שיכול להכפיל כוח מופעל. גלגלת מורכבת מגלגל על ציר עם חבל העובר מעל הגלגל. גלגלות משמשות לשינוי כיוון הכוח המופעל. המישור המשופע הוא משטח שטוח עם קצוות בגבהים שונים. מטוסים נוטים מצמצמים את כמות הכוח הנדרשת להזזת חפץ. טריזים הם בצורת משולש ומשמשים להפרדה, החזקה או הרמה של חפץ. ברגים הם פירים גליליים עם חריצים העוברים או עוברים חפצים אחרים באמצעות כוח סיבוב.
מכונות מתחם
מכונות מתחם הן אוסף של מכונות פשוטות העובדות יחד. מכונות מתחם הן הסוג הנפוץ ביותר של מכונות ועושות עבודות מורכבות יותר מאשר מכונות פשוטות בודדות. הם מבצעים עבודה רבה יותר ולכן מציעים יתרון גדול יותר מאשר מכונות פשוטות בלבד. מכונות מתחמות עשויות להיות מורכבות משילובים שונים ומספור של מכונות פשוטות
סוגי מכונות מתחם
קיים מגוון עצום של מכונות מורכבות העוזרות למספר רב של משימות. מספר דוגמאות למכונות מורכבות כוללות: אופניים, צבת, מריצות ומספריים. באופניים הדוושות והגלגלים יוצרים מערכות גלגלים וצירים משתפים פעולה, הבלמים הם מנופים והחלקים מוחזקים יחד עם ברגים מרובים. צבת בנויה עם מנופים מרובים. מריצה היא שילוב של מנוף וגלגל וציר. מספריים מורכבים משני מנופים מסתובבים.