Содержание
- TL; DR (слишком долго; не читал)
- Фактическое механическое преимущество
- Идеальное механическое преимущество
- IMA Шести Типов Машин
Хотя вы можете думать о машине как о сложной системе зубчатых колес, приводных ремней и двигателя, определение, которое используют физики, намного проще. Машина - это просто устройство, которое работает, и есть только шесть различных типов простых машин. Они включают в себя рычаг, шкив, колесо и ось, винт, клин и наклонную плоскость. Способность машины выполнять работу зависит от двух характеристик: ее механического преимущества и ее эффективности. Есть два типа механических преимуществ. Идеальное механическое механическое преимущество предполагает идеальную эффективность, которая не учитывает трения, в то время как фактическое механическое преимущество делает.
TL; DR (слишком долго; не читал)
АМА простой машины - это отношение выходных сил к входным. IMA - это отношение входного расстояния к выходному расстоянию.
Фактическое механическое преимущество
Любой тип машины передает механическую энергию, и мерой ее полезности является отношение выходной силы (FО) к входной силе (Fя). Это соотношение является фактическим механическим преимуществом:
AMA = FО/ Fя
Если это соотношение равно единице, механическая машина на самом деле не облегчает выполнение работы, но может передавать энергию в другом направлении. Червячная передача является примером такой машины. У большинства машин АМА больше единицы.
Идеальное механическое преимущество
Поскольку определенная величина входного усилия необходима для преодоления трения, и эта величина неизвестна, может быть трудно измерить фактическое механическое преимущество. С другой стороны, идеальным механическим преимуществом является просто отношение входного расстояния Dя до выходного расстояния DО.
IMA = Dя/ DО
Чтобы облегчить работу для пользователя, входное расстояние должно быть больше выходного расстояния, поэтому это отношение обычно больше единицы. Он также больше, чем АМА, потому что он не учитывает силы трения, которые противодействуют движению.
IMA Шести Типов Машин
Все реальные машины представляют собой комбинацию из шести простых машин, и метод расчета IMA варьируется для каждого.
Рычаг: Точка опоры определяет IMA для рычага. В первоклассном рычаге точка опоры находится под рычагом и расположена на расстоянии Dя а также DО от входа и выхода заканчивается соответственно. Таким образом, идеальное механико-механическое преимущество:
IMA = Dя/ DО
Колесо и Аксель: Используя два концентрических колеса, которые используются вместе, вы получаете механическое преимущество, прикладывая усилие к большему и подключая нагрузку к меньшему. IMA для этой договоренности - отношение радиуса большего колеса р к тому из меньшего р:
IMA = R / r
Наклонная плоскость: Механическое преимущество наклонной плоскости увеличивается с уменьшением уклона, но даже если для его толкания требуется меньшее усилие, расстояние, на которое нужно его толкать, увеличивается. Протолкнуть груз на расстояние L вдоль склона, чтобы поднять его на высоту часи идеальным механическим преимуществом является:
IMA = л / ч
КлинКак и в случае наклонной плоскости, сила, необходимая для толкания ее под нагрузкой, увеличивается с уклоном, но расстояние, на которое должен пройти клин L разделить поверхности, расстояние T увеличивается:
IMA = L / т
ВинтВинт - это просто круглая наклонная плоскость. С каждым поворотом винта вы поворачиваете его на расстояние, равное окружности, чтобы переместить его на расстояние п в поверхность это проникает. Если диаметр винтового вала д, механическое преимущество:
IMA = 2πd / P
шкив: Механическое преимущество системы шкивов зависит только от количества канатов. Если это число N, тогда
IMA = N