Conţinut
- TL; DR (Prea lung; nu a citit)
- Avantaj mecanic actual
- Avantaj mecanic ideal
- IMA din cele șase tipuri de mașini
Deși s-ar putea să vă gândiți la o mașină ca la un sistem complex de angrenaje, curele de antrenare și un motor, definiția fizicienilor este mult mai simplă. O mașină este pur și simplu un dispozitiv care funcționează și există doar șase tipuri diferite de mașini simple. Acestea includ maneta, scripetele, roata și osia, șurubul, panoul și planul înclinat. Capacitatea mașinii de a lucra depinde de două caracteristici: avantajul său mecanic și eficiența sa. Există două tipuri de avantaje mecanice. Avantajul mecanic mecanic ideal presupune o eficiență perfectă care nu ține cont de frecare, în timp ce avantajul mecanic real îl are.
TL; DR (Prea lung; nu a citit)
AMA al unei mașini simple este raportul dintre ieșire și forțele de intrare. IMA este raportul dintre distanța de intrare și distanța de ieșire.
Avantaj mecanic actual
Orice tip de mașină transmite energie mecanică, iar o măsură a utilității sale este raportul dintre forța de ieșire (FO) la forța de intrare (Feu). Acest raport este avantajul mecanic real:
AMA = FO/ Feu
Dacă acest raport este unul, mașina mecanică nu face de fapt mai ușor să facă o treabă, dar poate transmite energia într-o direcție diferită. Un echipament cu vierme este un exemplu de astfel de mașină. Majoritatea utilajelor au un AMA mai mare decât una.
Avantaj mecanic ideal
Deoarece este necesară o anumită cantitate de forță de intrare pentru a depăși frecarea, iar această cantitate nu este cunoscută, poate fi dificil să se măsoare avantajul mecanic real. Avantajul mecanic ideal, pe de altă parte, este pur și simplu raportul dintre distanța de intrare Deu la distanța de ieșire DO.
IMA = Deu/ DO
Pentru a facilita munca pentru utilizator, distanța de intrare ar trebui să fie mai mare decât distanța de ieșire, deci acest raport este de obicei mai mare decât unul. Este, de asemenea, mai mare decât AMA, deoarece nu are în vedere forțele de frecare, care se opun mișcării.
IMA din cele șase tipuri de mașini
Toate mașinile reale sunt o combinație dintre cele șase mașini simple, iar metoda de calcul IMA variază pentru fiecare.
Pârghie: Amplasarea fulcrului determină IMA pentru o pârghie. Într-o pârghie de primă clasă, fulcul este sub pârghie și este situat pe distanțe Deu și DO de la capetele de intrare și ieșire respectiv. Avantajul mecanic ideal este astfel:
IMA = Deu/ DO
Roată și Axel: Cu două roți concentrice, utilizate în combinație, obțineți un avantaj mecanic prin aplicarea forței la cea mai mare și conectarea unei sarcini la cea mai mică. IMA pentru acest aranjament este raportul dintre raza roții mai mari R la cea a celui mai mic r:
IMA = R / r
Plan înclinat: Avantajul mecanic al unui plan înclinat crește pe măsură ce panta scade, dar chiar dacă este nevoie de o forță mai mică pentru a o împinge, distanța pe care trebuie să o împinge crește. Împingeți sarcina pe o distanță L de-a lungul pantei pentru a o ridica la înălțime h, iar avantajul mecanic ideal este:
IMA = L / h
Pană: Ca un plan înclinat, forța necesară pentru a o împinge sub o sarcină crește odată cu panta, dar distanța pe care trebuie să o parcurgă panoul L pentru a separa suprafețele, distanța T creșteri:
IMA = L / t
Şurub: Un șurub este doar un plan înclinat circular. La fiecare rotire a șurubului, rotiți-l pe o distanță egală cu circumferința pentru a-l deplasa pe o distanță P în suprafață pătrunde. Dacă diametrul arborelui șurubului este d, avantajul mecanic este:
IMA = 2πd / P
Scripete: Avantajul mecanic al unui sistem de scripete depinde doar de numărul de funii pe care le are. Dacă numărul respectiv este N, atunci
IMA = N