Простыми механизмами называют устройства, с помощью которых можно преобразовывать силу: изменять её по модулю и (или) по направлению. Примерами простых механизмов являются неподвижный и подвижный блоки, наклонная плоскость, рычаг.
С помощью неподвижного блока можно только изменять направление действия силы: такой блок не даёт выигрыша в силе.
Подвижный блок может дать выигрыш в силе в 2 раза, но при использовании такого блока мы в 2 раза проигрываем в пути.
«Золотое правило» механики: при использовании любого простого механизма (подвижного блока, наклонной плоскости или рычага) мы выигрываем в силе во столько же раз, во сколько проигрываем в пути. Это справедливо при условии, что трением и массой самих механизмов можно пренебречь.
Рычагом называют твёрдое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной точки. Неподвижную точку называют точкой опоры. Расстояние от точки опоры до линии действия силы называют плечом этой силы.
Условие равновесия рычага: рычаг находится в равновесии, если приложенные к рычагу силы 1 и 2 стремятся вращать его в противоположных направлениях, причём модули сил ооратно пропорциональны плечам этих сил: .
Произведение модуля силы на её плечо называют моментом силы.
Правило моментов: рычаг находится в равновесии, если сумма моментов сил, стремящихся вращать рычаг в одном направлении, равна сумме моментов сил, стремящихся вращать его в противоположном направлении.
В случае, когда точка приложения силы перемещается в направлении действия силы, механическая работа А равна произведению модуля F силы на путь s, пройденный точкой приложения силы: А = Fs.
Единица работы в СИ 1 Дж = 1 Н м.
«Золотое правило» механики с использованием понятия работы: никакой простой механизм не даёт выигрыша в работе.
Мощностью N называют отношение совершённой работы А к промежутку времени t, за который эта работа совершена:
Единица мощности в СИ 1 Вт = 1 Дж/с.
Мощность можно выразить через силу и скорость с помощью формулы N = Fυ.
Коэффициентом полезного действия (КПД) механизма называют отношение полезной работы Апол к совершённой Асов, выраженное в процентах:
КПД любого реального механизма меньше 100 % (из-за трения и из-за того, что сами механизмы и их части имеют некоторую массу).
Энергией называют физическую величину, которая характеризует способность тела или системы взаимодействующих тел совершить работу.
Единица энергии в СИ 1 Дж.
Механическая энергия характеризует способность тела или системы тел совершить работу вследствие изменения скорости или взаимного положения взаимодействующих тел.
Механическая энергия равна сумме кинетической и потенциальной энергии
Физическую величину, равную работе, которую совершает движущееся тело при уменьшении его скорости до полной остановки, называют кинетической энергией этого тела. Кинетическая энергия Ек тела массой m, движущегося со скоростью υ, определяется формулой
Физическую величину, характеризующую способность системы взаимодействующих тел совершить работу вследствие изменения взаимного положения тел (или частей одного тела), называют потенциальной энергией. Потенциальной энергией обладают, например, груз, поднятый над поверхностью Земли, и сжатая пружина. Потенциальная энергия поднятого груза Еп = mgh.
Кинетическая энергия может превращаться в потенциальную и обратно.
Закон сохранения механической энергии: если между телами системы действуют только силы тяготения и силы упругости, то сумма кинетической и потенциальной энергии остаётся неизменной, то есть механическая энергия сохраняется.
Закон сохранения энергии: энергия не возникает и не исчезает, а может только превращаться из одного вида в другой, а также переходить от одного тела к другому.
1 и 
.
