İçerik
Bir makineyi karmaşık dişliler sistemi, tahrik kayışları ve bir motor olarak düşünebilseniz de, fizikçilerin kullandıkları tanım çok daha kolaydır. Makine sadece çalışan bir cihazdır ve sadece altı farklı tipte basit makine vardır. Kol, kasnak, tekerlek ve aks, vida, kama ve eğimli düzlemi içerirler. Makinenin çalışma yeteneği iki özelliğe bağlıdır: mekanik avantajı ve verimliliği. İki tür mekanik avantaj vardır. İdeal mekanik mekanik avantaj, asıl mekanik avantajın yanında sürtünmeyi hesaba katamayan mükemmel bir verimlilik sağlar.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
Basit bir makinenin AMA değeri, çıkışın giriş kuvvetlerine oranıdır. IMA, giriş mesafesinin çıkış mesafesine oranıdır.
Gerçek Mekanik Avantaj
Herhangi bir tür makine mekanik enerji iletir ve kullanışlılığının bir ölçüsü çıkış kuvvetinin oranıdır (FÖ) giriş gücüne (F)ben). Bu oran asıl mekanik avantajdır:
AMA = FÖ/ Fben
Bu oran bir ise, mekanik makine bir işi yapmayı gerçekten kolaylaştırmaz, ancak enerjiyi farklı bir yöne aktarabilir. Sonsuz tahrik dişlisi böyle bir makinenin bir örneğidir. Çoğu makinede birden fazla AMA var.
İdeal Mekanik Avantaj
Sürtünmenin üstesinden gelmek için belirli miktarda giriş kuvvetine ihtiyaç duyulduğundan ve bu miktar bilinmediğinden, gerçek mekanik avantajı ölçmek zor olabilir. Öte yandan, ideal mekanik avantaj, yalnızca giriş mesafesinin oranıdır. Dben çıkış mesafesine DÖ.
IMA = Dben/ DÖ
Çalışmayı kullanıcı için kolaylaştırmak için, giriş mesafesi çıkış mesafesinden daha büyük olmalıdır, bu nedenle bu oran genellikle bir değerden fazladır. Ayrıca AMA'dan daha büyüktür, çünkü harekete karşı çıkan sürtünme kuvvetlerini hesaba katmaz.
Altı Makinenin IMA'si
Tüm gerçek makineler altı basit makinenin bir birleşimidir ve İMA'nın hesaplanma yöntemi her biri için farklılık gösterir.
Kaldıraç: Dayanağın yerleştirilmesi bir kol için İMA'yı belirler. Birinci sınıf bir kolda, dayanak kolun altında ve mesafeleri yerleştirilmiş Dben ve DÖ sırasıyla giriş ve çıkış biter. İdeal mekanik mekanik avantaj bu nedenle:
IMA = Dben/ DÖ
Tekerlek ve Axel: Birlikte kullanılan iki eşmerkezli tekerlek ile, daha büyük olana kuvvet uygulayarak ve bir yükü daha küçük olana bağlayarak mekanik bir avantaj elde edersiniz. Bu düzenleme için IMA, büyük tekerleğin yarıçapının oranıdır. R, daha küçük olana r:
IMA = R / r
Eğik düzlem: Eğimli bir düzlemin mekanik avantajı, eğim azaldıkça artar, ancak itmek için daha küçük bir kuvvet gerekmesine rağmen, itmek için gereken mesafe artar. Yükü biraz itin L yokuş boyunca yükseltmek için hve ideal mekanik avantaj:
IMA = L / s
kama: Eğik düzlemde olduğu gibi, yük altında itmek için gereken kuvvet eğimde artar, ancak kamanın gitmesi gereken mesafe L yüzeyleri ayırmak için mesafe t artışlar:
IMA = L / t
vida: Bir vida sadece dairesel bir eğik düzlemdir. Vidanın her bir dönüşünde, bir mesafeyi hareket ettirmek için çevreye eşit bir mesafe döndürürsünüz P içine nüfuz eder. Vida milinin çapı d, mekanik avantaj:
IMA = 2πd / P
Kasnak: Kasnak sisteminin mekanik avantajı sadece sahip olduğu halat sayısına bağlıdır. Eğer bu numara N-, sonra
IMA = N