Iako biste stroj mogli smatrati složenim sustavom zupčanika, pogonskih remena i motora, definicija koju fizičari koriste je puno jednostavnija. Stroj je jednostavno uređaj koji funkcionira, a postoji samo šest različitih vrsta jednostavnih strojeva. Uključuju polugu, remenicu, kotač i osovinu, vijak, klin i nagnutu ravninu. Sposobnost stroja za rad ovisi o dvije karakteristike: njegovoj mehaničkoj prednosti i učinkovitosti. Postoje dvije vrste mehaničke prednosti. Idealna mehanička mehanička prednost pretpostavlja savršenu učinkovitost koja ne uzima u obzir trenje, dok stvarna mehanička prednost to čini.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
AMA jednostavnog stroja je omjer izlazne snage i ulaznih sila. IMA je omjer ulazne udaljenosti i izlazne udaljenosti.
Stvarna mehanička prednost
Bilo koja vrsta stroja prenosi mehaničku energiju, a mjerilo njegove korisnosti je omjer izlazne sile (FO) na ulaznu silu (FJa). Ovaj omjer je stvarna mehanička prednost:
AMA = \ frac {F_O} {F_I}
Ako je ovaj omjer jedan, mehanički stroj zapravo ne olakšava obavljanje posla, ali energiju može prenositi u drugom smjeru. Primjer takvog stroja je pužni pogon. Većina strojeva ima AMA veći od jednog.
Idealna mehanička prednost
Budući da je određena količina ulazne sile potrebna za prevladavanje trenja, a ta je količina nepoznata, može biti teško izmjeriti stvarnu mehaničku prednost. S druge strane, idealna mehanička prednost je jednostavno omjer ulazne udaljenostiDJana izlaznu udaljenostDO.
IMA = \ frac {D_I} {D_O}
Da bi korisnik olakšao posao, ulazna udaljenost trebala bi biti veća od izlazne, tako da je taj omjer obično veći od jedan. Također je veći od AMA, jer ne uzima u obzir sile trenja koje se suprotstavljaju kretanju.
IMA šest vrsta strojeva
Svi stvarni strojevi kombinacija su šest jednostavnih strojeva, a metoda izračuna IMA razlikuje se za svaki od njih.
Poluga: Postavljanje uporišta određuje IMA za polugu. U prvoklasnoj poluzi uporište je ispod ručice i smješteno je na udaljenostiDJaiDOod ulaznog i izlaznog kraja. Idealna mehanička mehanička prednost je stoga:
IMA = \ frac {D_I} {D_O}
Kotačić i Axel: S dva koncentrična kotača, koji se koriste zajedno, mehaničku prednost dobivate primjenom sile na veći i povezivanjem tereta s manjim. IMA za ovaj raspored je omjer radijusa većeg kotačaRna onu manjur:
IMA = \ frac {R} {r}
Nagnuta ravnina:Mehanička prednost nagnute ravnine povećava se smanjenjem nagiba, ali iako je za njegovo guranje potrebna manja sila, udaljenost koja vam je potrebna za guranje raste. Pomaknite teret na daljinuLuz padinu da ga podigne u visinuh, a idealna mehanička prednost je:
IMA = \ frac {L} {h}
Klin: Poput nagnute ravnine, sila potrebna za potiskivanje pod teretom povećava se s nagibom, ali udaljenost koju klin mora prijećiLza odvajanje površina, udaljenosttpovećava:
IMA = \ frac {L} {t}
Vijak: Vijak je samo kružna kosa ravnina. Svakim okretanjem vijka okrećete ga za udaljenost jednaku opsegu da biste ga pomaknuli u daljinuStru površinu u koju prodire. Ako je promjer osovine vijkad,mehanička prednost je:
IMA = \ frac {2 \ pi d} {P}
Kolotur: Mehanička prednost sustava remenica ovisi samo o broju užeta koje ima. Ako je taj brojN, onda
IMA = N
IMA = N
