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摘要：在车轴上安装一个轮子使手推车成为可能，并被认为是世界历史上最重要的发明之一。SurasakSaenjai|Shutterstock）在整个历史中，人类已经开发了几种设备，使工作更容易。其中最著名的是被称为“六个简单的机器”：轮子和轴，杠杆，斜面，滑轮，螺钉和楔块，尽管后三个实际上只是前三个的延伸或组合。
在整个历史中，人类已经开发了几种设备，使工作更容易。其中最著名的是被称为“六个简单的机器”：轮子和轴，杠杆，斜面，滑轮，螺钉和楔块，尽管后三个实际上只是前三个的延伸或组合。
，因为功被定义为作用在物体运动方向上的力，根据杰斐逊实验室的说法，机器通过完成以下一个或多个功能使工作更容易进行：
将力从一个地方转移到另一个地方，改变力的方向，增加力的大小，或增加力的距离或速度“简单的机器是没有或很少有移动部件的设备，使工作更容易。据科罗拉多大学博尔德分校称，如今许多复杂的工具只是六种简单机械的组合或更复杂的形式。例如，我们可以把一个长柄系在一根轴上做成一个起锚机，或者用滑轮把货物拉上斜坡。虽然这些机器看起来很简单，但它们仍然为我们提供了做许多事情的手段，而我们离不开它们。
车轮和车轴车轮被认为是世界历史上最重要的发明之一在公元前3500年发明轮子之前，人类在陆地上能运输多少东西，能运输多远，都受到了严重的限制，”娜塔莉·沃尔乔弗在《改变世界的十大发明》一文中写道，“轮式手推车通过使货物能够进出市场，促进了农业和商业的发展，
轮子可以大大减少物体在地面上移动时遇到的摩擦力根据田纳西大学的说法，如果你把文件柜放在一辆有轮子的小车上，你可以大大减少在匀速移动文件柜时需要施加的力。查理萨缪尔在他的著作《古代科学：史前500年》（加雷斯史蒂文斯，2010）中写道：“在世界的某些地方，重物如因为岩石和船只是用圆木压路机移动的。当物体向前移动时，从后面取下滚柱，在前面更换。“这是车轮开发的第一步。”不过，
的伟大创新在于将车轮安装在车轴上。车轮可以连接到由轴承支撑的轴上，也可以绕轴自由转动。这导致了手推车、货车和战车的发展。根据萨缪尔的说法，考古学家把轮子在轴上旋转的发展过程作为相对先进文明的标志。最早的轮轴上有轮子的证据是大约公元前3200年苏美尔人发现的。根据威利的科学探索，中国人在公元前2800年独立发明了轮子[相关：为什么发明轮子花了这么长时间]
力倍增器除了减少摩擦外，轮子和车轴也可以作为力倍增器。如果车轮附着在车轴上，并用一个力来转动车轮，则车轴上的旋转力或扭矩远远大于施加在车轮轮辋上的力。或者，一个长手柄可以连接到轴上，以达到类似的效果。
其他五台机器都有助于人类增加和/或重定向施加于物体的力。珍妮特科洛德纳（Ja L.Kolodner）和她的合著者在他们的《移动大物体》（Moving Big Things）一书中写道：“机器提供了帮助移动物体的机械优势。机械优势是力和距离之间的权衡。”在下面讨论增加输入力的简单机械时，我们将忽略摩擦力，因为在大多数情况下，摩擦力它减少了举起某物所需的力。折衷的办法是一个滑轮组和滑车需要更长的绳子才能移动相同的距离。
和滑轮一样简单，但它们仍在最先进的新机器中使用。例如，Hangprinter是一种3D打印机，可以 ... 家具大小的物体，它采用了一个由电线和计算机控制的滑轮组成的系统，这些滑轮固定在墙壁、地板和天花板上。
螺钉“螺钉本质上是一个绕在轴上的长斜面，因此，它的机械优势可以通过与斜面相同的方式来实现，”根据乔治亚州立大学 ... 的网站HyperPhysics的报道。许多设备使用螺钉施加的力远远大于用于转动螺钉的力。这些装置包括台钳和车轮上的凸缘螺母。它们不仅从螺钉本身获得了机械优势，而且在许多情况下，也得益于用于拧紧螺钉的长柄的杠杆作用。根据新墨西哥矿业与科技学院的“KdSPE”楔形“KdSPS”，“楔块是在载荷作用下驱动的运动倾斜平面，长而薄的楔块比短而宽的楔块具有更多的机械优势，但楔块还有其他作用：楔块的主要作用是改变输入力的方向。例如，如果我们想劈开一根原木，我们可以用大锤用力将楔子向下打入原木的末端，楔子会将这个力向外转移，导致木材劈开。另一个例子是门挡，在门的边缘下推动门挡的力向下传递，从而产生摩擦力，从而阻止地板滑动。
由Charles Q.Choi（现场科学撰稿人）
附加资源
John H.Lienhard提供的附加报告，休斯顿大学机械工程与历史荣誉退休教授“又看了一眼轮子的发明”。俄亥俄州哥伦布市的科学与工业中心对简单机械有一个互动的解释。佐治亚州立大学（Georgia State University） ... 的网站“超物理”（HyperPhysics）展示了六种简单机器的解释。”“在芝加哥的科学和工业博物馆里找到一些有趣的活动，包括简单的机器。”
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