Простые машины

Простые машины. Почти во всех курсах физики и механики имеется глава о «простых машинах». Определяются они следующей фразой: «простых машин существует пять¹⁾: рычаг, блок, ворот, клин и винт». В некоторых же сочинениях еще прибавляется к этому «и из них составляются все сложные машины».

¹⁾ Иногда шесть и даже семь (полиспаст и зубчатые колеса).

Первая из приведенных фраз может быт допущена, хотя она ничего собственно не выражает, вторая же фраза совершенно не верна. Все «учение» о «простых машинах» есть искаженный пережиток старого и в современном учении о машинах совершенно не находит себе места. Впервые разъяснил это в своем сочинении Рело. В самом деле, что представляют из себя рычаг, блок, ворот, клин и винт в том виде, как они обыкновенно изображаются в главе о простых машинах? Это просто орудия или приспособления, не имеющие иногда даже определенного движения. Обычный рычаг, рисуемый лежащим на камешке или деревянной чурке, может качаться во все стороны, плечи его не постоянны, и он не может считаться даже кинематической парой. Клин, забиваемый молотком в чурбан, тоже не будет иметь определенного движения. Блок и ворот еще похожи на высшие кинематические пары, хотя ворот часто рисуется даже без опор для вала, и винт — тоже. Но уже совершенно неверно, что «из них составляются все сложные (машины)». Достаточно взять для примера шатунный механизм обыкновенной паровой машины. В нем нет ни рычага, ни клина, ни блока, ни винта, и разве маховик с кривошипом напоминают ворот? В лучшем случае, выполнивши рычаг или ворот и клин с дополнительными деталями так, чтобы движение стало вполне определенным, мы получим из них или кинематическую пару, или часть механизма.

Исторически недоразумение с «простыми машинами» сложилось следующим образом. В сочинении Герона из Александрии (см.) о подъемных машинах говорится, что устройств или приспособлений (δυναμεων), при помощи которых данный груз возможно поднять данной силой, может быть только пять: рычаг, ворот, полиспаст, клин и винт. Это совершенно верное утверждение относительно приспособлений для подъема груза, переходя из века в век, постепенно искажалось, приспособления назвали, к несчастию, «простыми машинами», слова «для подъема груза» постепенно исчезли, и вот уже 200 лет тому назад и до наших  времен все курсы физики и механики содержат утверждение, что «простых машин только пять» —утверждение, собственно, ничего не выражающее, и в котором сам Герон нисколько не повинен, так как у него же в другом интересном сочинении об автоматах описывается масса механизмов, которых из простых машин при всем желании составить нельзя. Прибавленной же, неизвестно когда и кем впервые, ложной фразы «и из них составляются все сложные» у Герона в оригинале, конечно, совершенно нет. Благодаря рутинному составлению обычных курсов физики и механики, без обращения к первоисточникам, все «учения» о «простых машинах» сохранились, к сожалению, и до сих пор.

А. Сидоров.