Dersom du spør folk om å nemne døme på teknologi, tenkjer dei truleg på fly, datamaskiner og robotar. Dette er avansert maskineri som har endra verdssamfunnet dramatisk. Ikkje berre mekanikk, men også elektromagnetisme vert utnytta til det ytste.

Men det finst òg enklare maskiner. Økser er blant dei eldste og enklaste teknologiane til menneska. Kileforma gjer det mogeleg å presse frå kvarandre til dømes fiberen i trestokkar ved å bruke kraft på øksa. Slik kløyving ville i praksis vore umogeleg med rein handkraft.

Opp gjennom historia har det skjedd ei utvikling frå dei mest grunnleggjande reiskapane til dagens høge teknologinivå, men samstundes held vi fram med å bruke dei enkle maskinene.

Arkeologar og historikarar forskar på kva tid ulike teknologiar oppstod, kva dei vart brukte til, og kva sosiale samanhengar som fanst rundt dei. Vi veit for eksempel at økser i bronsealderen hadde ein viktig rituell funksjon, langt utover det å kløyve ved (og hovudskallar).

Opp gjennom vitskapshistoria har det òg vorte gjort forsøk på å forklare meir grunnleggjande kva ein reiskap eller ei maskin er. Slike tilnærmingar har ikkje noko namn, men kan gjerne kallast maskinfilosofi. Det er i slike samanhengar omgrepet enkle maskiner dukkar opp.

Ei enkel maskin er ei mekanisk innretning som endrar retninga eller styrken på ei kraft som følgje av måten innretninga er sett saman på. Enkle maskiner utnyttar det faktum at faste stoff er formbare og kan overføre krefter. Jernet i øksehovudet skapar motkrefter når vi støyter det mot noko, og desse motkreftene utfører arbeidet som maskina er laga for.

Matematikaren og ingeniøren Hero av Alexandria (ca. 10–70 e.Kr.) er den fyrste kjende kjelda til prinsippet om enkle maskiner. Hero definerte seks enkle maskiner som var meint å dekkje inn alle dei mekaniske løysingane mennesket hadde i antikken. Dei er kile (øks), vektstong (saks), skråplan (lasterampe), hjul og aksel (vinsj), talje (heisekran) og skrue (snøfresar). Det er sjølvsagt diskusjon om denne lista, og det har kome forslag om at det finst både fem og sju enkle maskiner.

Ut frå Heros tenkjemåte kan vi seie at dei enkle maskinene er byggjesteinar for meir komplekse maskiner, og desse kan kallast samansette maskiner. Saksa har ein akse som gjer det mogleg med kraftoverføring etter vektstongprinsippet, men i tillegg har saksa to kilar som trengjer inn i tøyet eller papiret frå kvar si side og deler det jamt og fint. Dei enkle maskinene kan metaforisk tenkjast på som bokstavar i eit språk som uttrykkjer maskiner, og der orda og setningane har vorte forvanska og vidareutvikla opp gjennom tusenåra.

Ein sykkel kan til dømes vere samansett av fleire enkle maskiner: hjul på aksling i form av hjula i seg sjølv, men òg pedalar og krank. Til og med styret saman med gaffelen kan sjåast på som hjul og aksel. Sykkelen har vektstenger i bremsehandtaka på rattet og i klemmene som skapar friksjon mot hjula. Kjeda, tannhjulet og trinsehjul dannar eit taljesystem. I kva grad dette er eit ekte taljesystem, stridest dei lærde om, sidan ei talje helst skal brukast til å løfte eller dra, ikkje til å drive eit hjul rundt på ein akse.

Enkle maskiner krev tilførsel av kraft. Vi kan gjerne kalle desse kraftgeneratorane for motorar. Sjølve arbeidet ein motor utfører, er likt det arbeidet som vert utført frå den endra krafta. Friksjon reduserer sjølvsagt effekten noko. Det er denne kraftoverføringa som gjer at ein til dømes kan løfte svært tunge ting ved hjelp av taljer. Ein dreg mange meter tau på eine sida for å løfte ein tung gjenstand nokre få centimeter på andre sida.

I antikken var det nesten alltid menneske og dyr som utgjorde motorane, og du kan gjerne sjå for deg slavar som dreg tunge steinar opp til tempelet, eller trekkdyr som går rundt og rundt for å skru vatn opp frå ei gruve. Kroppar er sjølve sett saman av enkle maskiner, til dømes er armar og bein vektstenger som lettar rørslene våre. Kroppar inngår difor som komponentar saman med dei faste stoffa og utgjer til saman maskiner.

Etter den industrielle revolusjonen vart motorar og maskiner mykje meir avanserte, og ein utnyttar vanlegvis krefter frå eksplosjons- eller elektromotorar. Motorar er forresten også samansette av enkle maskiner, som ein ser til dømes i dei mange hjula og vektstengene i ei dampmaskin.

Hydraulikk gjer at krafta som kan brukast på vedkløyving, er langt større no enn då kløyveøksa rådde. Ein velutstyrt moderne traktor er som ein sveitsisk kniv av enkle maskiner. Han har ikkje berre vedkløyvar (kile), men til dømes også høysvans (vektstenger), vinsj (hjul på aksel), bakskuff (skråplan) og snøfresar (skrue).

Dei enkle maskinene er med oss overalt i kvardagen, til dømes i form av naglesaks, brødkniv, elsparkesykkel og apparat for styrketrening på treningssenteret. Difor burde det finnast eit fag som maskinfilosofi, og det burde vende seg ikkje berre til ingeniørstudentar, men til oss alle.

Vi treng å lære om verkemåtane til maskinene i livet vårt og den tette samanhengen det er mellom oss og dei. Vi er jo fullstendig avhengige av enkle maskiner og burde forstå dei skikkeleg.

Lars Nyre
og Bjørnar Tessem