Historia
Arquímedes pensativo
Tal vez el primer ejemplo de un dispositivo hecho por el hombre diseñado para aprovechar su fuerza es el hacha de mano, fabricada mediante el astillado de piezas de pedernal para formar una cuña. Una cuña es una máquina simple que permite obtener una fuerza de separación transversal a partir del desplazamiento axial de la herramienta.
La idea de una máquina simple se originó con el ingeniero y matemático griego Arquímedes alrededor del siglo tercero antes de Cristo, que estudió las máquinas simples: la palanca, la polea, y el tornillo. Descubrió el principio de la ventaja mecánica de la palanca.4 Filósofos griegos posteriores definieron las cinco máquinas simples clásicas (excluyendo el plano inclinado) y fueron capaces de calcular más o menos su ventaja mecánica.5 Herón de Alejandría en su Mecánica de trabajo enumera cinco mecanismos que pueden "establecer una carga en movimiento"; palanca, chigre, polea, cuña, y tornillo, y describe su fabricación y usos.67 Sin embargo la comprensión de los griegos se limitaba a la estática (el equilibrio de fuerzas) y no incluyó la dinámica (el equilibrio entre la fuerza y la distancia) o el concepto de trabajo.
Las otras cuatro máquinas simples se inventaron en el antiguo Oriente Próximo.8 La rueda, junto con el mecanismo de rueda y eje, se inventó en Mesopotamia (actual Irak) durante el 5º milenio a. C.9 El mecanismo de palanca apareció por primera vez hace unos 5000 años en el Próximo Oriente, donde se utilizaba en una sencilla balanza,10 y para mover grandes objetos en la tecnología del Antiguo Egipto.11 La palanca también se utilizó en el dispositivo de elevación de agua cigoñal, la primera máquina grúa, que apareció en Mesopotamia hacia el año 3000 a. C.,10 y luego en la tecnología egipcia antigua hacia el año 2000 a. C.12 Las primeras evidencias de poleas se remontan a Mesopotamia a principios del segundo milenio a. C.,13 y el antiguo Egipto durante la Dinastía XII de Egipto. (1991-1802 a. C.).14 La tuerca de tornillo de potencia, la última de las máquinas simples que se inventó,15 apareció por primera vez en Mesopotamia durante el período neoasirio (911-609) a. C.13 Las pirámides egipcias se construyeron utilizando tres de las seis máquinas simples, el plano inclinado, la cuña y la palanca, para crear estructuras como la Gran Pirámide de Giza.16
Durante el Renacimiento la dinámica de las potencias mecánicas, como se llamaba a las máquinas simples, comenzó a ser estudiada desde el punto de vista de la cantidad de trabajo útil que podían realizar, lo que lleva finalmente al nuevo concepto de trabajo mecánico. En 1586 el ingeniero flamenco Simon Stevin dedujo la ventaja mecánica del plano inclinado, y se incluyó con las otras máquinas simples. La teoría dinámica completa de máquinas simples fue elaborada por el científico italiano Galileo Galilei en 1600 en Le Meccaniche ("Sobre la Mecánica").1718 Fue el primero en comprender que las máquinas simples no crean energía, y que solo se limitan a transformarla.17
Las reglas clásicas de la fricción de deslizamiento en las máquinas fueron descubiertas por Leonardo da Vinci (1452-1519), pero permanecieron inéditas en sus cuadernos. Serían redescubiertas por Guillaume Amontons (1699) y posteriormente desarrolladas por Charles-Augustin de Coulomb (1785).19
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