यद्यपि आप एक मशीन को गियर, ड्राइव बेल्ट और एक मोटर की जटिल प्रणाली के रूप में सोच सकते हैं, भौतिकविदों द्वारा उपयोग की जाने वाली परिभाषा बहुत सरल है। एक मशीन बस एक उपकरण है जो काम करता है, और केवल छह अलग-अलग प्रकार की साधारण मशीनें हैं। इनमें लीवर, चरखी, पहिया और धुरी, पेंच, पच्चर और इच्छुक विमान शामिल हैं। मशीन की कार्य करने की क्षमता दो विशेषताओं पर निर्भर करती है: इसका यांत्रिक लाभ और इसकी दक्षता। यांत्रिक लाभ दो प्रकार के होते हैं। आदर्श यांत्रिक लाभ पूर्ण दक्षता मानता है जो घर्षण के लिए जिम्मेदार नहीं है, जबकि वास्तविक यांत्रिक लाभ करता है।
टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)
एक साधारण मशीन का एएमए आउटपुट और इनपुट बलों का अनुपात है। IMA इनपुट दूरी और आउटपुट दूरी का अनुपात है।
वास्तविक यांत्रिक लाभ
किसी भी प्रकार की मशीन यांत्रिक ऊर्जा को प्रसारित करती है, और इसकी उपयोगिता का एक माप आउटपुट बल (F .) का अनुपात हैहे) इनपुट बल (F .) के लिएमैं). यह अनुपात वास्तविक यांत्रिक लाभ है:
एएमए=\frac{F_O}{F_I}
यदि यह अनुपात एक है, तो यांत्रिक मशीन वास्तव में कार्य करना आसान नहीं बनाती है, लेकिन यह ऊर्जा को एक अलग दिशा में संचारित कर सकती है। वर्म-ड्राइव गियर ऐसी मशीन का एक उदाहरण है। अधिकांश मशीनों में एक से अधिक एएमए होता है।
आदर्श यांत्रिक लाभ
चूंकि घर्षण को दूर करने के लिए एक निश्चित मात्रा में इनपुट बल की आवश्यकता होती है, और यह राशि अज्ञात है, वास्तविक यांत्रिक लाभ को मापना मुश्किल हो सकता है। दूसरी ओर, आदर्श यांत्रिक लाभ, केवल इनपुट दूरी का अनुपात हैघमैंआउटपुट दूरी के लिएघहे.
आईएमए=\frac{D_I}{D_O}
उपयोगकर्ता के लिए काम को आसान बनाने के लिए, इनपुट दूरी आउटपुट दूरी से बड़ी होनी चाहिए, इसलिए यह अनुपात आमतौर पर एक से अधिक होता है। यह एएमए से भी बड़ा है, क्योंकि यह घर्षण बलों को ध्यान में नहीं रखता है, जो गति का विरोध करते हैं।
छह प्रकार की मशीनों का आईएमए
सभी वास्तविक मशीनें छह सरल मशीनों का एक संयोजन हैं, और आईएमए की गणना करने की विधि प्रत्येक के लिए भिन्न होती है।
उत्तोलक: आधार का स्थान लीवर के लिए IMA निर्धारित करता है। प्रथम श्रेणी के लीवर में, फुलक्रम लीवर के नीचे होता है, और दूरी पर स्थित होता हैघमैंतथाघहेइनपुट और आउटपुट से क्रमशः समाप्त होता है। आदर्श यांत्रिक लाभ इस प्रकार है:
आईएमए=\frac{D_I}{D_O}
व्हील और एक्सल: दो संकेंद्रित पहियों के साथ, जैसा कि संयोजन के रूप में उपयोग किया जाता है, आपको बड़े वाले पर बल लगाने और छोटे से भार को जोड़ने से एक यांत्रिक लाभ मिलता है। इस व्यवस्था के लिए IMA बड़े पहिये की त्रिज्या का अनुपात हैआरछोटे वाले के लिएआर:
IMA=\frac{R}{r}
इच्छुक विमान:ढलान कम होने पर एक झुके हुए विमान का यांत्रिक लाभ बढ़ता है, लेकिन भले ही इसे धक्का देने के लिए कम बल की आवश्यकता होती है, फिर भी इसे धक्का देने के लिए आपको जितनी दूरी की आवश्यकता होती है। लोड को कुछ दूरी पर धकेलेंलीढलान के साथ इसे ऊंचाई तक बढ़ाने के लिएएच, और आदर्श यांत्रिक लाभ है:
आईएमए = \ फ़्रेक {एल} {एच}
कील: एक झुके हुए विमान की तरह, इसे भार के नीचे धकेलने के लिए आवश्यक बल ढलान के साथ बढ़ता है, लेकिन कील को जितनी दूरी तक जाने की आवश्यकता होती हैलीसतहों को अलग करने के लिए, दूरीतोबढ़ती है:
आईएमए=\फ्रैक{एल}{टी}
स्क्रू: एक पेंच सिर्फ एक गोलाकार झुकाव वाला विमान है। पेंच के प्रत्येक मोड़ के साथ, आप इसे एक दूरी पर ले जाने के लिए परिधि के बराबर दूरी घुमाते हैंपीसतह में प्रवेश करता है। यदि स्क्रू शाफ्ट का व्यास हैघ,यांत्रिक लाभ है:
आईएमए=\frac{2\pi d}{पी}
चरखी: चरखी प्रणाली का यांत्रिक लाभ केवल उसमें रस्सियों की संख्या पर निर्भर करता है। यदि वह संख्या हैनहीं, तब फिर
आईएमए = एन
आईएमए = एन