ست آلات بسيطة
تتكون معظم الآلات من أجزاء عدة، مثل التروس ومحمل الكريات، وهي تعمل مع بعضها بطريقة معقدة. وبغض النظر عن مدى تعقيد هذه الأجزاء، فإن جميع الآلات تعتمد بطريقة أو بأخرى على ستة أنواع من الآلات البسيطة. هذه الأنواع الستة من الآلات هي الذراع الرافعة، والعجلة والمحور، والبكرة، والسطح المنحدر، والإسفين، والقلابوظ.
الذراع الرافعة. هناك ثلاثة أنواع أساسية من الأذرعة الرافعة اعتماداً على نقطة توصيل الجهد، وموقع الثقل، وعلى موقع نقطة ارتكاز الرافعة. ففي الفئة الأولى من الرافعات، مثل العتلة، تكون نقطة الارتكاز عادة بين الثقل.
والجهد المبذول. أما في الفئة الثانية من الرافعات، مثل عربة اليد ذات العجلة الواحدة، فإن الثقل يقع بين نقطة الارتكاز والجهد المبذول. أما الفئة الثالثة من الرافعات، فيكون موقع الجهد المبذول بين الثقل ونقطة الارتكاز، فمثلاً، عندما يرفع شخص كرة في كفه، يكون موقع الثقل على اليد ونقطة الارتكاز هي الكوع، فالمساعد يوفر القوة التي تحمل الكرة إلى أعلى. انظر: الرافعة الذراع. العجلة والمحور. العجلة والمحور رافعة معدلة، ولكن بإستطاعتها أن تحرك الشغل مسافة أبعد من الرافعة. ففي المرفاع الذي يستخدم لرفع الماء من البئر، فإن الحبل الذي يحمل الشغل يكون ملفوفا حول محور العجلة. ويبذل الجهد من خلال قبضة المرفق الموجود في جانب العجلة. ويكون مركز المحور هو نقطة الارتكاز، فالميزة الميكانيكية للمرفاع تعتمد على النسبة بين نصف قطر المحور والمسافة بين مركز المحور وقبضة العمود المرفقي. لآلة العجلة والمحور استخدامات مهمة لغرض نقل البضائع الثقيلة بالدحرجة وليس بالانزلاق. فالعجلة نفسها تعتبر من أهم الاختراعات على مدى الوقت. فهي تستخدم بكثرة في جميع أنواع الآلات. البكرة. عجلة يمر عليها حبل أو حزام. وتعتبر من أنواع العجلة والمحور. الفعالية الميكانيكية للبكرة المفردة هي واحد، لأن القوة المؤثرة في الحبل في الاتجاه السفلي تساوي الثقل المرفوع بالطرف الآخر من الحبل الذي يمر على البكرة والأهمية الرئيسية للبكرة الواحدة هي
استطاعتها تغيير اتجاه القوة. على سبيل المثال، فالشخص يستطيع بكل سهولة أن يشد الحبل إلى أسفل مستخدماً وزن جسمه لكي يرفع ثقلاً. ولكي تزيد الفعالية الميكانيكية، فإن بكرة واحدة توصل بفعالية ثابتة وأخرى توصل إلى الثقل ويسمح لها بالحركة الحرة. انظر: البكرة. السطح المنحدر (المستوى المائل). السطح المنحدر جهاز بسيط قلما يبدو كآلة على الإطلاق. فالشخص العادي لا يستطيع رفع صندوق وزنه ١٠٠ كجم لمسافة متر واحد لحمله في مؤخرة شاحنة. ولكن بوضع لوح خشبي طوله 4م من الشاحنة إلى الأرض، يتسنى للشخص رفع ذلك الصندوق بسهولة. وإذا انعدم الاحتكاك، فإن القوة المطلوبة لرفع الصندوق ستكون ٢٥ كجم تماماً، فالميزة الميكانيكية للسطح المنحدر هي طول السطح المنحدر مقسوماً على الارتفاع العمودي. وتزيد الميزة الميكانيكية كلما قل ظل السطح المنحدر. ولكن يجب حمل الثقل مسافة أطول. وبإضافة أسطوانات دوارة، يصبح من الممكن صنع ناقلة أسطوانات دوارة للتقليل من الاحتكاك ولزيادة الفعالية. انظر: المستوى المائل. الإسفين. مقارب للسطح المنحدر. ويستخدم لرفع حمل ثقيل لمسافة قصيرة أو لفصل الأخشاب. وتستخدم المطرقة لطرق وإيلاج الإسفين. ويعتمد مدى تأثير الإسفين على زاوية طرفه الضيق. وكلما صغرت هذه الزوايا، قلت القوة المطلوبة لرفع ثقل معين. القلاووظ (المسمار الملولب). هو في الواقع سطح منحدر ملفوف بشكل حلزوني حول عمود. والميزة الميكانيكية للقلاووظ هي تقريباً النسبة بين محيطه والمسافة التي يتقدمها في كل دورة. المرفاع اللولبي كالذي يستخدم في رفع المنازل والهياكل الأخرى، يجمع بين فائدة القلاووظ والرافعة، فالميزة الميكانيكية للمرفاع اللولبي عالية جداً، ويكفي قليل من الجهد لرفع حمل ثقيل. انظر: القلاووظ.