その理由は次のとおりです。
* 作業: 力によって行われた作業は、力に作用する距離を掛けたものとして定義されます(作業=力x距離)。
* エネルギーの保存: エネルギーの保全の原則は、エネルギーを作成または破壊することはできず、転送または変換のみを述べています。
* マシンと作業: 機械は、関与する力や距離を変更することにより、作業を容易にするように設計されています。彼らはエネルギーを生み出しません。彼らは単にそれを転送して変換します。
マシンの変化距離:
* 単純なマシン:
* レバー: レバーを使用すると、より短い距離にわたってより大きな力を適用するのと同じ量の作業を達成するために、より長い距離にわたってより小さな力を適用できます。
* プーリー: 滑車は力の方向を変え、加えられた力を掛けることができますが、力が作用する距離も増加します。
* 複雑なマシン: 複雑な機械(車、クレーンなど)は単純な機械の組み合わせであり、力が作用する距離を変更して望ましい結果を達成します。
要約:
機械は、力が作用する距離を増やしません。彼らは距離と力を調整して、望ましい仕事を達成します。どちらかができます:
* 距離を減らして力を増やします (例えば、レバー)。
* 距離を増やし、力を減らします (例えば、プーリー)。
エネルギーが保存されているため、行われた総作業は同じままです。