Для чего применяют простые механизмы?

Простые механизмы применяют затем, чтобы облегчить выполнение работы и управлять движением тел. Они позволяют:

1. Выигрывать в силе. Рычаг, неподвижный/подвижный блок, ворот (колесо и ось) дают механическое преимущество: вы прикладываете меньшую силу, но действуете на большем пути.

2. Изменять направление действия силы. Блок «перекидывает» тягу вниз или вбок, рычаг может развернуть усилие, винт превращает вращение в поступательное движение.

3. Преобразовывать вид движения. Наклонная плоскость переводит вертикальный подъём в горизонтальное перемещение по скату; винт — вращение в поступательное; клин — поступательное движение в раздвигание материала.

4. Дозировать и передавать момент/скорость. Колесо и ось, ворот, простые передачи позволяют увеличить крутящий момент или, наоборот, скорость вращения — в зависимости от соотношения плеч/радиусов.

5. Повышать точность и безопасность. Медленный подъём через лебёдку, домкрат или винтовую пару даёт контроль, снижает риск срыва груза и перегруза человека.

6. Обходить ограничения среды. Клин раскалывает древесину, лопата (рычаг + клин) врезается в грунт, наклонная плоскость позволяет закатывать тяжёлые предметы туда, где их нельзя «подкинуть».

Важная оговорка: простые механизмы не «экономят» энергию — работа в идеале сохраняется. Выигрыш в силе оплачивается увеличением пути (и наоборот), а в реальности ещё есть потери на трение.

Классические примеры и где их встречают:
• Рычаг — фомка, ножницы, щипцы, весы.
• Блок — подъёмный кран, тельфер, шкив у ворот.
• Колесо и ось/ворот — колодезный ворот, рукоятка домкрата.
• Наклонная плоскость — пандус, трап для закатывания техники.
• Клин — топор, зубило, лезвие ножа, гвоздь.
• Винт — струбцина, тиски, домкрат, болтовые соединения.

Итог: простые механизмы применяют, чтобы при тех же затратах работы удобнее и безопаснее поднимать, перемещать, раскалывать, сжимать или фиксировать предметы — за счёт выигрыша в силе/моменте, изменения направления и преобразования движения.