기계를 기어, 구동 벨트 및 모터의 복잡한 시스템으로 생각할 수 있지만 물리학 자들이 사용하는 정의는 훨씬 간단합니다. 기계는 단순히 작동하는 장치이며 6 가지 유형의 단순 기계 만 있습니다. 여기에는 레버, 풀리, 휠 및 축, 나사, 쐐기 및 경사면이 포함됩니다. 기계가 작업을 수행하는 능력은 기계적인 이점과 효율성이라는 두 가지 특성에 따라 달라집니다. 기계적 이점에는 두 가지 유형이 있습니다. 이상적인 기계적 기계적 이점은 마찰을 고려하지 않는 완벽한 효율성을 가정하는 반면 실제 기계적 이점은 그렇습니다.
TL; DR (너무 김; 읽지 않음)
단순 기계의 AMA는 입력 힘에 대한 출력의 비율입니다. IMA는 입력 거리와 출력 거리의 비율입니다.
실제 기계적 이점
모든 유형의 기계는 기계 에너지를 전달하며 그 유용성의 척도는 출력 힘의 비율 (F영형)를 입력 힘 (F나는). 이 비율은 실제 기계적 이점입니다.
AMA = \ frac {F_O} {F_I}
이 비율이 1이면 기계 기계가 실제로 작업을 더 쉽게 할 수는 없지만 에너지를 다른 방향으로 전달할 수 있습니다. 웜 드라이브 기어가 그러한 기계의 한 예입니다. 대부분의 컴퓨터에는 1보다 큰 AMA가 있습니다.
이상적인 기계적 이점
마찰을 극복하기 위해 일정량의 입력 힘이 필요하고이 정도를 알 수 없기 때문에 실제 기계적 이점을 측정하기 어려울 수 있습니다. 반면에 이상적인 기계적 이점은 단순히 입력 거리의 비율입니다.디나는출력 거리까지디영형.
IMA = \ frac {D_I} {D_O}
사용자가 쉽게 작업 할 수 있도록 입력 거리가 출력 거리보다 커야하므로이 비율은 일반적으로 1보다 큽니다. 또한 운동에 반대하는 마찰력을 고려하지 않기 때문에 AMA보다 큽니다.
6 가지 기계 유형의 IMA
모든 실제 머신은 6 개의 단순 머신의 조합이며 IMA 계산 방법은 각각 다릅니다.
지렛대: 받침점의 위치에 따라 레버의 IMA가 결정됩니다. 일류 레버에서 지렛대는 레버 아래에 있으며 거리디나는과디영형입력 및 출력 끝에서 각각. 따라서 이상적인 기계적 기계적 이점은 다음과 같습니다.
IMA = \ frac {D_I} {D_O}
바퀴와 악셀: 두 개의 동심 휠을 함께 사용하면 큰 휠에 힘을 가하고 작은 휠에 하중을 연결하여 기계적 이점을 얻습니다. 이 배열의 IMA는 더 큰 바퀴의 반경 비율입니다.아르 자형더 작은 것에아르 자형:
IMA = \ frac {R} {r}
경사면 :경사면의 기계적 이점은 경사면이 감소함에 따라 증가하지만 더 작은 힘이 필요하더라도 밀어야하는 거리는 늘어납니다. 부하를 멀리 밀어엘경사면을 따라 높이를 올립니다h, 이상적인 기계적 이점은 다음과 같습니다.
IMA = \ frac {L} {h}
쐐기: 경사면처럼 하중을받는 데 필요한 힘은 경사면에 따라 증가하지만 쐐기가 이동해야하는 거리엘표면을 분리하기 위해 거리티증가 :
IMA = \ frac {L} {t}
나사: 나사는 단지 원형의 경사면입니다. 나사를 돌릴 때마다 원주와 같은 거리만큼 회전하여 거리를 이동합니다.피표면으로 침투합니다. 나사 축의 직경이디,기계적 이점은 다음과 같습니다.
IMA = \ frac {2 \ pi d} {P}
고패: 도르래 시스템의 기계적 장점은 보유한 로프의 수에 따라 달라집니다. 그 숫자가엔, 다음
IMA = N
IMA = N