Tartalom
- TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
- Valódi mechanikai előny
- Ideális mechanikai előny
- A hat típusú gép IMA
Noha egy gépre gondolhat, mint komplex fogaskerekek, hajtószíjak és motor, de a fizikusok által használt definíció sokkal egyszerűbb. A gép egyszerűen olyan eszköz, amely működik, és csupán hat különböző típusú egyszerű gép létezik. Ezek közé tartozik a kar, a szíjtárcsa, a kerék és a tengely, a csavar, az ék és a ferde sík. A gép munkaképessége két tulajdonságtól függ: mechanikai előnye és hatékonysága. Kétféle mechanikai előnye van. Az ideális mechanikai mechanikai előny feltételezi a tökéletes hatékonyságot, amely nem veszi figyelembe a súrlódást, míg a tényleges mechanikai előny megmutatja.
TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
Egy egyszerű gép AMA a kimenet és a bemeneti erők aránya. Az IMA a bemeneti távolság és a kimeneti távolság aránya.
Valódi mechanikai előny
Bármely típusú gép továbbítja a mechanikai energiát, és hasznosságának mértéke a kimeneti erő (FO) a bemeneti erőre (Fén). Ez az arány a tényleges mechanikai előny:
AMA = FO/ Fén
Ha ez az arány egy, a mechanikus gép valójában nem megkönnyíti a munka elvégzését, de az energiát más irányba is továbbíthatja. A féreghajtómű például egy ilyen gépre. A legtöbb gép AMA-ja nagyobb, mint egy.
Ideális mechanikai előny
Mivel a súrlódás kiküszöböléséhez egy bizonyos bemeneti erő szükséges, és ez az összeg ismeretlen, nehéz lehet a tényleges mechanikai előny mérése. Az ideális mechanikai előny viszont egyszerűen a bemeneti távolság aránya Dén a kimeneti távolságig DO.
IMA = Dén/ DO
A felhasználó számára a munka megkönnyítése érdekében a bemeneti távolságnak nagyobbnak kell lennie, mint a kimeneti távolságnak, tehát ez az arány általában egynél nagyobb. Ez is nagyobb, mint az AMA, mert nem veszi figyelembe a mozgást sújtó súrlódási erőket.
A hat típusú gép IMA
Az összes valódi gép a hat egyszerű gép kombinációja, és az IMA kiszámításának módszere mindegyiknél eltérő.
fogantyú: A fullarum elhelyezése meghatározza a kar IMA-ját. Az első osztályú karban a lengőkar a kar alatt van, és távolságokat tartalmaz Dén és DO a bemeneti és a kimeneti végektől. Az ideális mechanikai mechanikai előny tehát:
IMA = Dén/ DO
Kerék és tengely: Két koncentrikus kerékkel együtt alkalmazva mechanikai előnyhöz jut, ha erőt alkalmaz a nagyobbra, és egy teher köti össze a kisebbivel. Ennek az elrendezésnek az IMA-je a nagyobb kerék sugarainak aránya R a kisebbiké r:
IMA = R / r
Ferde sík: A lejtős sík mechanikai előnye növekszik, ha a lejtő csökken, de bár kisebb erőre van szükség annak nyomásához, meg kell emelni a távolságot, amelyet meg kell nyomni. Tolja el a rakományt egy távolságot L a lejtő mentén, hogy magasságra emelje h, és az ideális mechanikai előny:
IMA = L / h
Ék: Mint egy ferde síkhoz, a terheléshez szükséges erő növekszik a lejtőn, de az éknek meg kell haladnia a távolságot. L a felületek elválasztására, a távolság t növekszik:
IMA = L / t
Csavar: A csavar csak egy kör alakú, ferde sík. A csavar minden egyes fordulatával a kerületével megegyező távolságra forgathatja, hogy a távolságot elmozdítsa P a felületbe behatol. Ha a csavartengely átmérője: d, a mechanikai előny:
IMA = 2πd / P
Csiga: A szíjtárcsa rendszer mechanikai előnye csak a kötelek számától függ. Ha ez a szám N, azután
IMA = N