Πώς σχετίζονται οι δυνάμεις εισόδου και εξόδου των εξαρτημάτων που σχετίζονται με ένα σύνθετο μηχάνημα;
Για παράδειγμα, εξετάστε ένα σύνθετο μηχάνημα που αποτελείται από μοχλό και τροχαλία. Η δύναμη εισόδου εφαρμόζεται στο μοχλό και η δύναμη εξόδου παράγεται από την τροχαλία. Το μηχανικό πλεονέκτημα αυτής της σύνθετης μηχανής είναι η αναλογία της δύναμης εξόδου προς τη δύναμη εισόδου.
Δείτε πώς σχετίζονται οι δυνάμεις εισόδου και εξόδου:
1. Μηχανικό πλεονέκτημα: Το μηχανικό πλεονέκτημα μιας σύνθετης μηχανής είναι η αναλογία της δύναμης εξόδου (\ (F_O \)) στη δύναμη εισόδου (\ (f_i \)):
$$ Mechanical \ Advantage =\ frac {output \ force \ (f_o)} {input \ force \ (f_i)} $$
2. Ιδανικό μηχανικό πλεονέκτημα: Το ιδανικό μηχανικό πλεονέκτημα μιας σύνθετης μηχανής καθορίζεται αποκλειστικά από τη διάταξη των απλών μηχανών μέσα σε αυτό. Δεν υποθέτει καμία τριβή ή απώλεια ενέργειας:
$$ Ιδανικό \ Mechanical \ Advantage =\ frac {output \ force \ (f_o)} {input \ force \ (f_i)} $$
3. Πραγματικό μηχανικό πλεονέκτημα: Στην πραγματικότητα, οι απώλειες τριβής και ενέργειας μειώνουν το πραγματικό μηχανικό πλεονέκτημα κάτω από την ιδανική τιμή:
$$ πραγματικό \ Mechanical \ Advantage =\ frac {output \ force \ (f_o)} {input \ force \ (f_i)} <Ιδανικό \ Mechanical \ Advantage $$
4. Σχέση εισόδου και εξόδου: Οι δυνάμεις εισόδου και εξόδου είναι αντιστρόφως ανάλογες μεταξύ τους. Αυτό σημαίνει ότι καθώς η δύναμη εισόδου αυξάνεται, η δύναμη εξόδου μειώνεται και αντίστροφα:
$$ f_o ∝ \ frac {1} {f_i} $$
5. Εισαγωγή και εργασία εργασίας εργασίας: Η παραγωγή εισόδου και εργασίας εργασίας είναι ίση σε ένα σύνθετο μηχάνημα (παραμέληση τριβής). Με άλλα λόγια, η ενέργεια που εισάγεται είναι ίση με την ενεργειακή απόδοση:
$$ work \ input \ (w_i) =work \ output \ (w_o) $$
Η κατανόηση της σχέσης μεταξύ των δυνάμεων εισόδου και εξόδου σε σύνθετες μηχανές επιτρέπει στους μηχανικούς και τους σχεδιαστές να βελτιστοποιήσουν τα σχέδιά τους για συγκεκριμένες εφαρμογές.
