Hvordan finder du teoretisk mekanisk fordel?

Den teoretiske mekaniske fordel (TMA) af en simpel maskine er et mål for, hvor meget kraftforstærkning den giver. Det beregnes baseret på den ideelle geometri af maskinen, ignorerer friktion og andre tab. Sådan finder du det til nogle almindelige enkle maskiner:

1. Lever:

* TMA =Længde af indsatsarm / Længde af modstandsarm

* indsatsarm: Afstanden fra omdrejningspunktet (drejepunkt) til det punkt, hvor indsatsen anvendes.

* Modstandsarm: Afstanden fra omdrejningspunktet til det punkt, hvor belastningen påføres.

2. Hældt fly:

* tma =længde på hældningens hældning

* længde på hældningen: Afstanden langs rampen.

* Højde på hældningen: Den lodrette afstand mellem udgangspunktet og slutpunktet.

3. Kile:

* tma =længde af kilen / tykkelsen af ​​kilen

* Kilens længde: Afstanden langs den skrå side.

* tykkelsen af ​​kilen: Afstanden mellem de to skrå sider.

4. Hjul og aksel:

* tma =radius af hjulets / radius af akselen

* Radius af hjulet: Afstanden fra midten af ​​hjulet til kanten.

* radius af akslen: Afstanden fra midten af ​​akslen til kanten.

5. Remskive:

* tma =antal understøttende reb

* Tæl rebene, der understøtter belastningen, eksklusive rebet, hvor indsatsen påføres.

Eksempel:

Lad os sige, at du har en håndtag med en indsatsarm på 2 meter og en modstandsarm på 0,5 meter.

* TMA =2 meter / 0,5 meter =4

Dette betyder, at grebet teoretisk giver en kraftmultiplikation på 4. Hvis du anvender en kraft på 10 Newton på indsatsarmen, kan du løfte en belastning på 40 Newtons ved modstandsarmen (ignorere friktion).

Vigtige noter:

* Teoretisk mekanisk fordel (TMA) tegner sig ikke for friktion eller andre tab. Den faktiske kraftforstærkning i applikationer i den virkelige verden vil være mindre end TMA.

* TMA er et nyttigt koncept til sammenligning af effektiviteten af ​​forskellige enkle maskiner. En højere TMA indikerer et større potentiale for kraftforstærkning.

* Forståelse af TMA er afgørende for at designe og analysere mekaniske systemer. Det hjælper ingeniører med at vælge passende enkle maskiner og estimere deres ydelse.