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기계를 복잡한 기어, 구동 벨트 및 모터로 생각할 수 있지만 물리학자가 사용하는 정의는 훨씬 간단합니다. 기계는 단순히 작동하는 장치이며 6 가지 유형의 단순한 기계 만 있습니다. 여기에는 레버, 풀리, 휠 및 액슬, 나사, 쐐기 및 경사면이 포함됩니다. 기계의 작업 능력은 기계적 장점과 효율성이라는 두 가지 특성에 달려 있습니다. 기계적 이점에는 두 가지 유형이 있습니다. 이상적인 기계적 기계적 이점은 마찰을 고려하지 않는 완벽한 효율을 가정하는 반면 실제 기계적 이점은 그 이점을 제공합니다.
TL; DR (너무 길고 읽지 않음)
간단한 기계의 AMA는 출력 대 입력 힘의 비율입니다. IMA는 입력 거리와 출력 거리의 비율입니다.
실제 기계적 장점
모든 유형의 기계는 기계 에너지를 전달하며 그 유용성의 척도는 출력 힘의 비율입니다 (F영형)를 입력 력 (F나는). 이 비율은 실제 기계적 이점입니다.
AMA = F영형/에프나는
이 비율이 하나 인 경우, 기계식 기계는 실제로 작업을보다 쉽게 수행 할 수 없지만 에너지를 다른 방향으로 전달할 수 있습니다. 웜 구동 기어가 그러한 기계의 예입니다. 대부분의 컴퓨터에는 AMA가 1보다 큽니다.
이상적인 기계적 이점
마찰을 극복하기 위해서는 일정한 양의 입력 힘이 필요하고,이 양을 알 수 없기 때문에 실제 기계적 이점을 측정하기가 어려울 수 있습니다. 반면에 이상적인 기계적 장점은 입력 거리의 비율입니다. 디나는 출력 거리까지 디영형.
IMA = D나는/디영형
사용자가 작업을보다 쉽게하려면 입력 거리가 출력 거리보다 커야하므로이 비율은 일반적으로 1보다 큽니다. 모션에 반대하는 마찰력을 고려하지 않기 때문에 AMA보다 큽니다.
6 가지 유형의 기계 중 IMA
모든 실제 머신은 6 개의 간단한 머신의 조합이며 IMA 계산 방법은 각기 다릅니다.
지렛대: 받침점의 위치에 따라 레버의 IMA가 결정됩니다. 일류 레버에서 받침점은 레버 아래에 있으며 거리가 있습니다. 디나는 과 디영형 입력과 출력 끝에서 각각. 이상적인 기계적 기계적 이점은 다음과 같습니다.
IMA = D나는/디영형
바퀴와 악셀: 두 개의 동심 휠을 함께 사용하면 큰 휠에 힘을 가하고 작은 휠에 하중을 연결하여 기계적 이점을 얻을 수 있습니다. 이 배열의 IMA는 더 큰 바퀴의 반지름 비율입니다. 아르 자형 작은 것의 것 아르 자형:
IMA = R / r
경사면 : 경사면이 감소함에 따라 경사면의 기계적 이점이 증가하지만, 밀어 내기 위해 더 작은 힘이 필요하더라도 밀어야하는 거리가 증가합니다. 하중을 일정 거리로 미십시오 엘 경사면을 따라 높이로 올리십시오. h이상적인 기계적 장점은 다음과 같습니다.
IMA = L / h
쐐기: 경사면처럼 경사면에 따라 하중을받는 데 필요한 힘이 증가하지만 웨지가 이동해야하는 거리 엘 표면과 거리를 분리하기 위해 티 증가합니다 :
IMA = L / t
나사: 나사는 원형 경사면 일뿐입니다. 나사를 돌릴 때마다 원주와 같은 거리로 회전하여 거리를 이동합니다 피 침투하는 표면으로. 스크류 샤프트의 직경이 디, 기계적 장점은 다음과 같습니다.
IMA = 2πd / P
고패: 풀리 시스템의 기계적 장점은 로프 수에 따라 다릅니다. 그 숫자가 엔그런 다음
IMA = N