Sadržaj
- TL; DR (Predugo; nisam pročitao)
- Stvarna mehanička prednost
- Idealna mehanička prednost
- IMA šest vrsta strojeva
Iako o stroju možete pomisliti kao o složenom sustavu zupčanika, pogonskih remena i motora, definicija koju fizičari koriste je mnogo jednostavnija. Stroj je jednostavno uređaj koji radi, a postoji samo šest različitih vrsta jednostavnih strojeva. Oni uključuju polugu, remenicu, kotač i osovinu, vijak, klin i nagnutu ravninu. Sposobnost stroja da radi ovisi o dvije karakteristike: njegovoj mehaničkoj prednosti i učinkovitosti. Postoje dvije vrste mehaničkih prednosti. Idealna mehanička mehanička prednost pretpostavlja savršenu efikasnost koja ne uključuje trenje, dok stvarna mehanička prednost čini.
TL; DR (Predugo; nisam pročitao)
AMA jednostavnog stroja je omjer izlaza i ulaznih sila. IMA je omjer ulazne udaljenosti i izlazne udaljenosti.
Stvarna mehanička prednost
Bilo koji tip stroja prenosi mehaničku energiju, a mjera njegove korisnosti je omjer izlazne sile (FO) na ulaznu silu (Fja). Taj omjer je stvarna mehanička prednost:
AMA = FO/ Fja
Ako je ovaj omjer jedan, mehanički stroj zapravo ne olakšava posao, ali može prenijeti energiju u drugom smjeru. Primjer takvog stroja je crvotočni prijenosnik. Većina strojeva ima AMA veći od jednog.
Idealna mehanička prednost
Kako je za svladavanje trenja potrebna određena količina ulazne sile, a ta količina je nepoznata, stvarna mehanička prednost može biti teško izmjeriti. S druge strane, idealna mehanička prednost je jednostavno omjer ulazne udaljenosti Dja do izlazne udaljenosti DO.
IMA = Dja/ DO
Da bi korisniku olakšao posao, ulazna udaljenost treba biti veća od izlazne udaljenosti, tako da je ovaj omjer obično veći od jedan. Također je veća od AMA, jer ne uzima u obzir sile trenja, koje se suprotstavljaju kretanju.
IMA šest vrsta strojeva
Svi stvarni strojevi su kombinacija šest jednostavnih strojeva, a metoda izračuna IMA varira za svaki.
Poluga: Položaj gornjeg dijela određuje IMA za polugu. Kod prvoklasne poluge, žarište je ispod poluge i nalazi se na udaljenosti Dja i DO s ulaznog i izlaznog kraja. Idealna mehanička mehanička prednost je:
IMA = Dja/ DO
Wheel i Axel: S dva koncentrična kotača, koja se zajedno koriste, dobivate mehaničku prednost primjenom sile na veći i spajanjem tereta na manji. IMA za ovaj raspored je omjer polumjera većeg kotača R na onaj manji r:
IMA = R / r
Nagibna ravnina: Mehanička prednost nagnute ravnine raste kako se nagib smanjuje, ali iako je potrebna manja sila da ga gurnete, povećava se udaljenost koju trebate gurnuti. Gurnite teret na daljinu L uz padinu kako bi ga podigli u visinu h, a idealna mehanička prednost je:
IMA = L / h
Klin: Poput nagnute ravnine, sila koja je potrebna da se gurne pod teretom raste s nagibom, ali udaljenost koju klin treba prijeći L razdvojiti površine, udaljenost t povećava:
IMA = L / t
Vijak: Vijak je samo kružna nagnuta ravnina. Svakim okretanjem vijka zakrenite ga za udaljenost jednaku obodu kako biste ga pomaknuli za neko rastojanje P u površinu u koju prodire. Ako je promjer osovine vijka d mehanička prednost je:
IMA = 2πd / P
kotur: Mehanička prednost remenica ovisi samo o broju užeta koji ima. Ako je taj broj N, onda
IMA = N