Энгийн машинууд нь илүү хол зайд хүч үзүүлэх эсвэл хүчийг нэмэгдүүлэх замаар ажлыг хөнгөвчлөх төхөөрөмж юм. Эдгээр нь илүү төвөгтэй машинуудын үндсэн барилгын материал бөгөөд физикийн хөдөлгөөнийг судлахад гүн гүнзгий шингэсэн байдаг. Энэ хичээл нь хөшүүрэг, дугуй ба тэнхлэг, дамар, налуу хавтгай, шураг, шаантаг гэсэн зургаан сонгодог энгийн машинд анхаарлаа төвлөрүүлж, тэдгээр нь ажил гүйцэтгэхэд хэрхэн хөдөлгөөн, хүчийг хэрхэн өөрчилдөгийг судлах болно.
Энгийн машинуудын онцлог шинж чанаруудыг судлахын өмнө ажлын тухай ойлголтыг ойлгох нь чухал юм. Физикийн хувьд ажил гэдэг нь тухайн объектод үйлчлэх хүчийг тухайн объектын зайнаас үржүүлсэнээр тодорхойлогддог. Математикийн хувьд үүнийг дараах байдлаар илэрхийлнэ.
\( W = F \times d \)Энд \(W\) нь ажил, \(F\) нь хэрэглэсэн хүч, \(d\) нь зай юм. Энгийн машинууд нь хэрэглэсэн хүч эсвэл хүч хэрэглэх зайг өөрчилдөг бөгөөд нийт ажлын хэмжээг өөрчлөхгүйгээр ажил хэрхэн хийгддэгийг өөрчилдөг.
Хөшүүрэг нь тулгуур цэг гэж нэрлэгддэг тогтмол цэгийг тойрон эргэдэг хатуу баар юм. Энэ нь моментийн зарчмаар ажилладаг бөгөөд тулгуур цэгийн нэг тал дахь момент (момент) нь нөгөө талын моменттой тэнцвэртэй байдаг. Момент нь хэрэглэсэн хүч ба тулгуур цэгээс хүрэх зайны үржвэр бөгөөд үүнийг дараах байдлаар илэрхийлнэ.
\( \textrm{Агшин} = F \times d \)Хөшүүргийг үзүүлэх хүч, тулгуур цэг, ачааллын харьцангуй байрлалаас хамааран гурван төрөлд ангилдаг. Хөшүүрэг нь хүч ба ачааллын хооронд тулгуур цэг байдаг нэгдүгээр зэрэглэлийн хөшүүргийн сонгодог жишээ юм.
Дугуй ба тэнхлэг нь жижиг диаметртэй тэнхлэгт холбогдсон том диаметртэй дугуйнаас бүрдэнэ. Дугуй (эсвэл тэнхлэг) эргүүлэх нь нөгөө хэсгийг хөдөлгөж, хүч эсвэл хурдыг үр дүнтэй өсгөдөг. Машинд оруулсан хүчийг үржүүлэх хүчин зүйл болох механик давуу тал нь дугуй ба тэнхлэгийн радиусаас хамаарна.
\( \textrm{Механик давуу тал} = \frac{\textrm{Дугуйны радиус}}{\textrm{Тэнхлэгийн радиус}} \)Энэхүү энгийн машиныг салхин тээрэм, машины жолоодлогын систем зэрэг төхөөрөмжүүдэд харж, эргэлтийн хөдөлгөөнийг бага хүчин чармайлтаар хэрхэн хөнгөвчлөхийг харуулж байна.
Дамар нь олс эсвэл кабелийн хөдөлгөөнийг дэмжих зориулалттай тэнхлэг дээрх дугуй юм. Дамар нь үйлчлэх хүчний чиглэлийг өөрчилж, ачааг өргөхөд шаардагдах хүчийг ихэвчлэн бууруулдаг. Нэг суурин дамар нь ямар ч механик давуу талыг өгдөггүй, харин дамаруудын систем (блок ба бариул) нь жинг хуваарилах замаар хүнд зүйлийг өргөхөд шаардагдах хүчийг мэдэгдэхүйц бууруулж чадна. Дамрын системийн механик давуу тал нь ачааллыг дэмждэг олсны сегментүүдийн тоотой тэнцүү байна.
\( \textrm{Механик давуу тал} = \textrm{Дэмжих олсны сегментийн тоо} \)Налуу хавтгай нь хэвтээ чиглэлийн өнцгөөр хазайсан хавтгай гадаргуу юм. Энэ нь ажлыг илүү хол зайд тараах замаар ачааг илүү хялбар өргөх боломжийг олгодог. Налуу хавтгай нь урт байх тусам объектыг тодорхой өндөрт өргөхөд бага хүч шаардагдах болно. Налуу хавтгайн механик давуу талыг дараахь байдлаар тодорхойлно.
\( \textrm{Механик давуу тал} = \frac{\textrm{Налуугийн урт}}{\textrm{Налуугийн өндөр}} \)Энэ зарчмыг налуу зам, гулсуурт ашигладаг бөгөөд ачааны машинд ачаа ачих, хүнд тавилга зөөх зэрэг ажлыг хялбаршуулдаг.
Шураг нь үндсэндээ цилиндрт ороосон налуу хавтгай бөгөөд эргэлтийн хөдөлгөөнийг шугаман хөдөлгөөн болгон хувиргадаг. Шургийг эргүүлэх үед утаснууд нь эргүүлэх хүчийг шураг руу перпендикуляр шугаман хүч болгон хувиргадаг бөгөөд ингэснээр объектыг өргөх эсвэл татах болно. Шургийн механик давуу тал нь түүний утас хоорондын зайнаас хамаарна.
\( \textrm{Механик давуу тал} = \frac{2\pi \times \textrm{Шурагны радиус}}{\textrm{Давхарга}} \)энд давирхай нь зэргэлдээх утаснуудын хоорондох зай юм.
Шаантаг нь хоёр налуу хавтгайгаас бүрдэх төхөөрөмж юм. Энэ нь түүний өргөн хэсэгт үйлчлэх хүчийг түүний налуу гадаргуутай перпендикуляр хүч болгон хувиргадаг. Шаантаг нь илүү хурц байх тусам (налуу гадаргуугийн хоорондох өнцөг бага) перпендикулярд үзүүлэх хүч нь их байх болно. Энэхүү энгийн машин нь хутга, сүх гэх мэт зүйлсийг огтлох, хуваахад өргөн хэрэглэгддэг.
Энгийн машинууд нь бидний өдөр тутмын амьдралд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд хөдөлгөөн, хүчийг өөрчилснөөр ажлыг хөнгөвчилдөг. Эдгээр үндсэн механик зарчмуудыг ойлгох нь илүү төвөгтэй машин механизмуудыг судлах, физикийн шинжлэх ухааныг гүнзгийрүүлэх үндэс суурийг тавьдаг. Энгийн машинууд хэрхэн ажилладаг талаар суралцсанаар бид эргэн тойрон дахь ертөнцийн үндсэн үйл ажиллагаа, орчин үеийн амьдралыг бий болгож буй инженерийн зарчмуудын талаар ойлголттой болно.
