DK科学:机器

大多数杠杆都是力的倍增器。它们减少了对抗称为负载的力所需要的努力。它们将小的力量放大为大的力量。当一个力作用在固定在一点的物体上时，物体就会绕着这个枢轴点转动。力离枢轴点越远，物体就越容易转动。这就是杠杆使工作更容易的原因。

类型的杠杆

杠杆有三种工作方式。第一类和第二类杠杆将力转化为一个更大的力来对抗负载。第三级杠杆以相反的方式工作，以减少力量和增加在更大的距离的控制。

钳子减少了紧抓东西所需要的努力。载荷和力在枢轴的两端。负重大于努力。

胡桃夹子可以减少敲开坚果所需的力气。力作用在离枢轴比离负载更远的地方。负重大于努力。

糖钳和镊子可以减少你施加的力，增加你对糖钳的控制力。所施加的力比载荷更接近枢轴，且大于载荷。

一个轮子和它所转动的车轴组合成一个像杠杆一样工作的机器。轮辋和轮轴之间的距离会增加速度、距离或力。如果把力施加在轮轴上，轮缘就会比轮轴转得更远，也就更快，但力却更小。如果把力施加在轮辋上，轮轴就会有更大的力，但不会转得太远或太快。

方向盘的力会增加，因为轮缘比转向柱转得更远。它会让你加倍努力，让车转弯吗?比你实际施加的力更大。车轮增加了速度。汽车吗?发动机以一定的速度转动传动轴和后轴。车轴使大车轮转动得更远，因此速度更快。

滑轮是一根绕在一个或多个轮子上的绳子，使重物更容易提起。使用的绳子和轮子越多，举升重物所需的力就越小，但要把绳子拉得更远。滑轮使它更容易举起东西，用更少的力，但无论是否使用滑轮，都要做同样的功。起重机用大滑轮吊起重物。

类型的轮

滑轮的用处不同，取决于它们有多少轮子和绳子。简单滑轮只改变力的方向。把轮子和绳子合在一起，可以将一个物体举起来所需的力减半，但绳子的拉力必须是原来的两倍。

简单的滑轮

简单的滑轮有一个轮子和一根绳子。它并没有减少举起重物所需要的力，只是减少了力的方向。使用这个简单的滑轮，需要10牛顿的力来举起10牛顿的重物。

双滑轮

这个滑轮有两个轮子，它的绳子绕成双倍长度。双滑轮减少了一半的举升力，只需要5牛顿，但绳子必须被拉两倍远。

一种简单的将木头固定在一起的螺钉也是一种机器。螺旋螺纹的设计是为了减少将其打入木材所需的努力。转动螺丝钉就像把什么东西推到螺旋坡道上，而不是试图把它笔直地提上去。它减少了所需的力量，但这种力量必须在更大的距离和更长的时间内使用。

齿轮是一对边缘有齿的轮子，它们互相啮合并一起转动。齿轮是机器，因为它们增加了转动力或速度。如果一个齿轮驱动另一个有更多齿的齿轮，那么有更多齿的齿轮就会比另一个转动得慢一些，但所产生的力更大。如果一个齿轮驱动另一个齿数较少的齿轮，齿数较少的齿轮转动的力较小，但速度较快。

不同种类的齿轮做不同的工作。正齿轮增加速度或力量。锥齿轮改变垂直运动为水平运动。蜗轮改变水平运动的方向。齿条和小齿轮将旋转转变为前后运动。像这样的齿轮可以用来把动力传输到大型机器的许多不同部分。