Зміст
- TL; DR (Занадто довго; Не читав)
- Фактична механічна перевага
- Ідеальна механічна перевага
- ІМА шести типів машин
Хоча ви можете думати про машину як про складну систему передач, приводних ременів і двигуна, визначення фізиків використовувати набагато простіше. Машина - це просто пристрій, який працює, і є лише шість різних типів простих машин. Вони включають важіль, шків, колесо і вісь, гвинт, клин і похилу площину. Здатність машини робити роботу залежить від двох характеристик: її механічної переваги та її ефективності. Є два типи механічних переваг. Ідеальна механічна механічна перевага передбачає ідеальну ефективність, яка не враховує тертя, а фактична механічна перевага.
TL; DR (Занадто довго; Не читав)
AMA простої машини - це відношення виходу до вхідних сил. IMA - відношення вхідної відстані до вихідної відстані.
Фактична механічна перевага
Будь-який тип машини передає механічну енергію, а мірою її корисності є відношення вихідної сили (FО) до вхідної сили (FЯ). Це співвідношення є фактичною механічною перевагою:
AMA = FО/ ЖЯ
Якщо це співвідношення одне, механічна машина насправді не спрощує виконання роботи, але вона може передавати енергію в іншому напрямку. Приклад черв'ячного приводу - приклад такої машини. Більшість машин мають AMA більше одного.
Ідеальна механічна перевага
Оскільки певна кількість вхідної сили потрібна для подолання тертя, і ця величина невідома, вимірювати фактичну механічну перевагу може бути важко. З іншого боку, ідеальною механічною перевагою є просто співвідношення відстані на вході DЯ до вихідної відстані DО.
IMA = DЯ/ DО
Щоб полегшити роботу користувачеві, відстань на вході повинна бути більшою, ніж вихідна відстань, тому цей коефіцієнт зазвичай більший одиниці. Його також більше, ніж AMA, оскільки він не враховує сили тертя, які протистоять руху.
ІМА шести типів машин
Усі справжні машини - це комбінація шести простих машин, і метод обчислення IMA відрізняється для кожної.
Важіль: Розташування опорної точки визначає IMA для важеля. У важелі першого класу опора знаходиться під важелем і розташована на відстані DЯ і DО від вхідного та вихідного кінців відповідно. Таким чином, ідеальна механічна механічна перевага:
IMA = DЯ/ DО
Колесо і Аксель: За допомогою двох концентричних коліс, які використовуються спільно, ви отримуєте механічну перевагу, застосовуючи силу до більшого і підключаючи навантаження до меншого. IMA для цього розташування - відношення радіусу великого колеса R до меншої r:
IMA = R / r
Похила площина: Механічна перевага похилої площини збільшується в міру зменшення нахилу, але, хоча для його натискання потрібна менша сила, збільшується відстань, яку потрібно відштовхнути. Просуньте вантаж на відстань L вздовж схилу, щоб підняти його на висоту год, а ідеальною механічною перевагою є:
IMA = л / год
Клин: Як і похила площина, сила, необхідна для підштовхування її під навантаженням, збільшується з нахилом, але відстань, на який потрібно пройти клин L розділити поверхні, відстань т збільшується:
IMA = L / t
Гвинт: Гвинт - це просто кругла похила площина. З кожним поворотом гвинта ви обертаєте його на відстань, рівну окружності, щоб перемістити його на відстань П у поверхню вона проникає. Якщо діаметр шнекового вала є d, механічна перевага:
IMA = 2πd / P
Шків: Механічна перевага шківної системи залежить лише від кількості мотузок, які вона має. Якщо це число N, тоді
IMA = N