NộI Dung
Mặc dù bạn có thể nghĩ về một cỗ máy là hệ thống bánh răng, dây đai và động cơ phức tạp, nhưng các nhà vật lý định nghĩa sử dụng đơn giản hơn nhiều. Một chiếc máy đơn giản là một thiết bị hoạt động và chỉ có sáu loại máy đơn giản khác nhau. Chúng bao gồm đòn bẩy, ròng rọc, bánh xe và trục, vít, nêm và mặt phẳng nghiêng. Khả năng làm việc của máy phụ thuộc vào hai đặc điểm: lợi thế cơ học và hiệu quả của nó. Có hai loại lợi thế cơ học. Lợi thế cơ học lý tưởng giả định hiệu quả hoàn hảo không tính đến ma sát, trong khi lợi thế cơ học thực sự có.
TL; DR (Quá dài; Không đọc)
AMA của một máy đơn giản là tỷ lệ đầu ra so với lực đầu vào. IMA là tỷ lệ khoảng cách đầu vào với khoảng cách đầu ra.
Lợi thế cơ học thực tế
Bất kỳ loại máy nào truyền năng lượng cơ học, và thước đo về tính hữu dụng của nó là tỷ lệ của lực đầu ra (FÔi) cho lực đầu vào (FTôi). Tỷ lệ này là lợi thế cơ học thực tế:
AMA = FÔi/ĐỤTôi
Nếu tỷ lệ này là một, máy cơ không thực sự giúp bạn thực hiện công việc dễ dàng hơn, nhưng nó có thể truyền năng lượng theo một hướng khác. Một thiết bị ổ đĩa sâu là một ví dụ về một máy như vậy. Hầu hết các máy có AMA lớn hơn một.
Lợi thế cơ học lý tưởng
Bởi vì một lượng nhất định của lực đầu vào là cần thiết để vượt qua ma sát, và lượng này không xác định, nên có thể khó đo được lợi thế cơ học thực tế. Mặt khác, lợi thế cơ học lý tưởng chỉ đơn giản là tỷ lệ của khoảng cách đầu vào CƯỜI MỞ MIỆNGTôi đến khoảng cách đầu ra CƯỜI MỞ MIỆNGÔi.
IMA = DTôi/CƯỜI MỞ MIỆNGÔi
Để làm cho công việc dễ dàng hơn cho người dùng, khoảng cách đầu vào phải lớn hơn khoảng cách đầu ra, vì vậy tỷ lệ này thường lớn hơn một. Nó cũng lớn hơn AMA, vì nó không tính đến lực ma sát, mà phản đối chuyển động, được tính đến.
IMA của sáu loại máy móc
Tất cả các máy thật là sự kết hợp của sáu máy đơn giản và phương pháp tính IMA khác nhau cho mỗi máy.
Đòn bẩy: Vị trí của điểm tựa xác định IMA cho một đòn bẩy. Trong một đòn bẩy hạng nhất, điểm tựa nằm dưới đòn bẩy và khoảng cách nằm CƯỜI MỞ MIỆNGTôi và CƯỜI MỞ MIỆNGÔi từ đầu vào và đầu ra kết thúc tương ứng. Lợi thế cơ học lý tưởng là:
IMA = DTôi/CƯỜI MỞ MIỆNGÔi
Bánh xe và Axel: Với hai bánh xe đồng tâm, như được sử dụng kết hợp, bạn có được lợi thế cơ học bằng cách tác dụng lực lên bánh lớn hơn và kết nối một tải với bánh nhỏ hơn. IMA cho sự sắp xếp này là tỷ lệ bán kính của bánh xe lớn hơn R với cái nhỏ hơn r:
IMA = R / r
Mặt phẳng nghiêng: Lợi thế cơ học của một mặt phẳng nghiêng tăng khi độ dốc giảm, nhưng mặc dù cần một lực nhỏ hơn để đẩy nó, khoảng cách bạn cần để đẩy nó tăng lên. Đẩy tải một khoảng cách L dọc theo sườn dốc để nâng nó lên một tầm cao hvà lợi thế cơ học lý tưởng là:
IMA = L / h
Nêm: Giống như một mặt phẳng nghiêng, lực cần thiết để đẩy nó dưới một tải trọng tăng theo độ dốc, nhưng khoảng cách mà nêm cần phải đi L để tách các bề mặt, khoảng cách t tăng:
IMA = L / t
Đinh ốc: Một ốc vít chỉ là một mặt phẳng nghiêng tròn. Với mỗi vòng của ốc vít, bạn xoay nó một khoảng cách bằng chu vi để di chuyển nó một khoảng cách P vào bề mặt nó thâm nhập. Nếu đường kính của trục vít là Cười mở miệng, lợi thế cơ học là:
IMA = 2πd / P
Ròng rọc: Ưu điểm cơ học của hệ thống ròng rọc chỉ phụ thuộc vào số lượng dây mà nó có. Nếu số đó là VIẾT SAI RỒI, sau đó
IMA = N