機械をギア、ドライブベルト、モーターの複雑なシステムと考えるかもしれませんが、物理学者が使用する定義ははるかに単純です。 機械は単に機能するデバイスであり、単純な機械には6つの異なるタイプしかありません。 それらには、レバー、プーリー、ホイールとアクスル、スクリュー、ウェッジ、傾斜面が含まれます。 機械が仕事をする能力は、機械的倍率と効率という2つの特性に依存します。 メカニカルアドバンテージには2つのタイプがあります。 理想的なメカニカルメカニカルアドバンテージは、摩擦を考慮しない完全な効率を前提としていますが、実際のメカニカルアドバンテージは考慮しています。
TL; DR（長すぎる; 読んでいない）
単純な機械のAMAは、入力力に対する出力の比率です。 IMAは、入力距離と出力距離の比率です。
実際のメカニカルアドバンテージ
あらゆるタイプの機械が機械的エネルギーを伝達し、その有用性の尺度は出力力の比率（FO）入力力（F私). この比率は実際のメカニカルアドバンテージです。
AMA = \ frac {F_O} {F_I}
この比率が1の場合、機械機械は実際には仕事をしやすくしませんが、エネルギーを別の方向に伝達する可能性があります。 ウォームドライブギアはそのような機械の例です。 ほとんどのマシンのAMAは1より大きくなっています。
理想的なメカニカルアドバンテージ
摩擦を克服するには一定量の入力力が必要であり、この量は不明であるため、実際のメカニカルアドバンテージを測定するのは難しい場合があります。 一方、理想的なメカニカルアドバンテージは、単に入力距離の比率です。D私出力距離までDO.
IMA = \ frac {D_I} {D_O}
ユーザーの作業を容易にするために、入力距離は出力距離よりも大きくする必要があるため、この比率は通常1より大きくなります。 また、運動に対抗する摩擦力を考慮していないため、AMAよりも大きくなっています。
6種類の機械のIMA
すべての実際のマシンは6つの単純なマシンの組み合わせであり、IMAの計算方法はそれぞれ異なります。
レバー：支点の配置により、レバーのIMAが決まります。 ファーストクラスのレバーでは、支点はレバーの下にあり、距離がありますD私そしてDO入力端と出力端からそれぞれ。 したがって、理想的なメカニカルメカニカルアドバンテージは次のとおりです。
IMA = \ frac {D_I} {D_O}
ホイールとアクセル：2つの同心ホイールを組み合わせて使用すると、大きい方のホイールに力を加え、小さい方のホイールに荷重を接続することで、機械的倍率が得られます。 この配置のIMAは、大きい方のホイールの半径の比率です。R小さい方のそれにr:
IMA = \ frac {R} {r}
傾斜面：傾斜面の機械的倍率は、傾斜が小さくなるにつれて増加しますが、それを押すのに必要な力は小さくても、押す必要のある距離は長くなります。 荷物を少し押しますL斜面に沿って高さまで上げるh、および理想的なメカニカルアドバンテージは次のとおりです。
IMA = \ frac {L} {h}
ウェッジ：傾斜面のように、荷重がかかった状態で押すのに必要な力は傾斜とともに増加しますが、くさびが移動する必要のある距離L表面を分離するには、距離t増加：
IMA = \ frac {L} {t}
スクリュー：ねじは単なる円形の傾斜面です。 ネジを回すたびに、円周に等しい距離だけ回転させて、ネジを一定の距離だけ動かします。Pそれが浸透する表面に。 ねじ軸の直径がd、メカニカルアドバンテージは次のとおりです。
IMA = \ frac {2 \ pi d} {P}
プーリー：プーリーシステムのメカニカルアドバンテージは、ロープの数にのみ依存します。 その数がN、その後
IMA = N
IMA = N