Hvorfor er hastighedsforhold og mekanisk fordel aldrig det samme?

Hastighedsforhold (SR)

* Definition: Forholdet mellem indgangshastigheden (hastighed af indsats) og outputhastigheden (belastningshastighed).

* fokus: Den fortæller dig, hvor meget hastigheden forstærkes eller reduceres af maskinen.

* Beregning: SR =inputhastighed / outputhastighed

Mekanisk fordel (MA)

* Definition: Forholdet mellem outputkraften (kraft, der udøves af maskinen) til inputkraften (kraft, der er anvendt af brugeren).

* fokus: Den fortæller dig, hvor meget kraften forstærkes af maskinen.

* Beregning: Ma =Output Force / Input Force

Hvorfor de adskiller sig

Den vigtigste forskel ligger i effektiviteten af maskinen.

* Ideel maskine: I en perfekt, friktionsfri maskine ville energiindgangen svare til energiproduktionen. I dette tilfælde ville hastighedsforholdet og den mekaniske fordel være ens.

* Ægte maskiner: Alle maskiner har en vis friktion, der forbruger en del af inputenergien. Dette betyder, at outputenergien er mindre end inputenergien.

Virkning af effektivitet

* Hastighedsforhold: Forbliver konstant og repræsenterer den iboende hastighedsændring af maskinen.

* Mekanisk fordel: Bliver mindre end hastighedsforholdet på grund af energitab.

Eksempel:

Forestil dig en simpel håndtag. Hastighedsforholdet kan være 2:1, hvilket betyder, at belastningen bevæger sig halvt så hurtigt som indsatsen. Men hvis der findes friktion i grebets pivot, kan den mekaniske fordel være lidt mindre, siger 1,8:1. Dette betyder, at outputkraften kun er 1,8 gange større end inputkraften, ikke nøjagtigt to gange.

Kortfattet:

Hastighedsforhold er et mål for hastighedsændring, mens mekanisk fordel er et mål for kraftforstærkning. På grund af friktion mister reelle maskiner lidt energi, hvilket resulterer i en mekanisk fordel, der altid er lidt mindre end hastighedsforholdet.