Máy cơ đơn giản

Các ý tưởng về máy đơn giản bắt nguồn từ nhà triết học Hy Lạp cổ đại Archimedes vào khoảng thế kỉ 3 TCN, ông đã phát minh ra ba loại máy đơn giản đầu tiên là: ròng rọc, đòn bẩy và đinh ốc.^[3][8] Do phát minh ra đòn bẩy, ông cũng đã có một câu nói rất nổi tiếng: "Hãy cho tôi một điểm tựa, tôi có thể sẽ nhấc bổng Trái Đất này lên!".^[9]

"Khi ta thực hiện công trực tiếp vào một vật thì công đó luôn không đổi khi sử dụng bất kỳ một máy cơ đơn giản nào. Công thực hiện phụ thuộc vào hai yếu tố là lực tác dụng và quãng đường lực đi theo tỉ lệ thuận". Trên thực tế công thực hiện khi sử dụng máy cơ đơn giản sẽ lớn hơn công thực hiện trực tiếp do phải thực hiện thêm công để thắng ma sát.

Một máy đơn giản sử dụng một lực tác dụng để chống lại một lực tải.

Nếu bỏ qua ma sát thì công do lực này sinh ra trên vật đúng bằng công của tải. Hệ thức này như sau:^[10][11]

${\displaystyle {\frac {F}{P}}={\frac {h}{l}}}$

Trong đó:

• F là lực tác dụng vào vật (tính theo N).
• h là chiều cao của máy cơ đơn giản (tính theo m).
• P là trọng lượng của vật (tính theo N).
• l là chiều dài máy cơ đơn giản (tính theo m).

Tỉ số giữa lực tải (lực cần tác dụng lên vật, còn gọi là công toàn phần) và lực do con người sinh ra (công có ích) được gọi là hiệu suất cơ học (mechanical advantage):^[12]

${\displaystyle H={\frac {\mathit {A_{i}}}{\mathit {A_{t}p}}}\times 100\%}$

Trong đó:

• H là hiệu suất của máy cơ đơn giản (tính theo % hoặc không theo %).
• A_i là công có ích (A_i = P.h, tính theo J).
• A_tp là công toàn phần (A_tp = F.l, tính theo J).