Sådan beregnes AMA & IMA af enkle maskiner

Selvom du måske tænker på en maskine som et komplekst system med gear, drivremme og og en motor, er definitionen, som fysikere bruger, meget enklere. En maskine er simpelthen en enhed, der fungerer, og der er kun seks forskellige typer enkle maskiner. De inkluderer håndtaget, remskiven, hjulet og akslen, skruen, kilen og det skrå plan. Maskinens evne til at udføre arbejde afhænger af to egenskaber: dens mekaniske fordel og dens effektivitet. Der er to typer mekanisk fordel. Den ideelle mekaniske mekaniske fordel antager perfekt effektivitet, som ikke tager højde for friktion, mens den faktiske mekaniske fordel gør det.

TL; DR (for lang; læste ikke)

AMA fra en simpel maskine er forholdet mellem output og input kræfter. IMA er forholdet mellem indgangsafstand og udgangsafstand.
Faktisk mekanisk fordel

Enhver maskintype overfører mekanisk energi, og et mål for dens anvendelighed er forholdet mellem udgangskraften (F _{O) til indgangskraften (F I). Dette forhold er den faktiske mekaniske fordel:}

AMA \u003d F _{O /F I}

Hvis dette forhold er et, gør den mekaniske maskine det faktisk ikke lettere at udføre et job, men det overfører muligvis energien i en anden retning. Et ormdrev er et eksempel på en sådan maskine. De fleste maskiner har en AMA, der er større end én.
Ideal Mechanical Advantage

Da en vis mængde af indgangskraften er nødvendig for at overvinde friktion, og denne mængde er ukendt, kan det være vanskeligt at måle den faktiske mekaniske fordel . På den anden side er den ideelle mekaniske fordel simpelthen forholdet mellem indgangsafstand D _{I
til udgangsafstand D O
.}

IMA \u003d D _{I /D O}

For at gøre arbejdet lettere for brugeren, skal indgangsafstanden være større end outputafstanden, så dette forhold er normalt større end et. Det er også større end AMA, fordi det ikke tager friktionskræfter, der er imod bevægelse, i betragtning.
IMA af de seks typer maskiner -

Alle virkelige maskiner er en kombination af de seks enkle maskiner , og metoden til beregning af IMA varierer for hver.

Håndtag: Placeringen af hjulstyret bestemmer IMA for en håndtag. I en førsteklasses håndtag er hjulet under håndtaget og placeret afstande D _{I
og D O
fra henholdsvis input og output ender. Den ideelle mekaniske mekaniske fordel er således:}

IMA \u003d D _{I /D O}

Hjul og aksel: Med to koncentriske hjul, som brugt i forbindelse, får du en mekanisk fordel ved at anvende kraft til den større og forbinde en belastning med den mindre. IMA for dette arrangement er forholdet mellem radiuset for det større hjul R
og det for det mindre r
:

IMA \u003d R /r

Skråplan: Den mekaniske fordel ved et skråt plan øges, når skråningen falder, men selvom der er behov for en mindre kraft for at skubbe det, øges afstanden, du har brug for for at skubbe det. Skub lasten en afstand L
langs skråningen for at hæve den til en højde h
, og den ideelle mekaniske fordel er:

IMA \u003d L /h

Kile: Som et skråt plan forøges kraften til at skubbe den under en belastning med skråningen, men afstanden kilen skal gå L
for at adskille overfladerne, afstanden t
øges:

IMA \u003d L /t

Skrue: En skrue er bare et cirkulært skråt plan. Ved hver drejning af skruen drejer du den en afstand lig med omkredsen for at flytte den en afstand P
ind i den overflade, den trænger ind. Hvis diameteren af skrueakslen er d, er den mekaniske fordel::

IMA \u003d 2πd /P

Remskive: Den mekaniske fordel ved et remskivesystem afhænger kun af antallet af reb, det har. Hvis dette nummer er N
, da

IMA \u003d N