Τι συμβαίνει όταν ένα μηχάνημα αλλάζει το μέγεθος της δύναμης;
* Πολλαπλασιαστής δύναμης: Ορισμένα μηχανήματα, όπως μοχλοί ή υδραυλικές υποδοχές, αυξάνουν τη δύναμη που εφαρμόζετε. Εσείς ασκεί μια μικρότερη δύναμη (προσπάθεια) στο μηχάνημα και εξάγει μια μεγαλύτερη δύναμη (φορτίο) για να μετακινήσετε ή να σηκώσετε ένα αντικείμενο. Αυτό επιτυγχάνεται με το χειρισμό του μηχανικού πλεονεκτήματος του μηχανήματος.
* μειωτής δύναμης: Άλλα μηχανήματα, όπως τα γρανάζια σε ποδήλατο, μειώνουν τη δύναμη που εφαρμόζετε. Εσείς ασκεί μεγαλύτερη δύναμη (προσπάθεια) στο μηχάνημα, αλλά εξάγει μια μικρότερη δύναμη (φορτίο) σε μεγαλύτερη απόσταση. Αυτό είναι χρήσιμο για την αύξηση της ταχύτητας ή της απόδοσης.
Βασικές έννοιες:
* Μηχανικό πλεονέκτημα: Αυτή είναι η αναλογία της δύναμης εξόδου (φορτίο) στη δύναμη εισόδου (προσπάθεια). Ένα μηχανικό πλεονέκτημα μεγαλύτερο από 1 σημαίνει ότι το μηχάνημα πολλαπλασιάζει τη δύναμη και λιγότερο από 1 σημαίνει ότι μειώνει τη δύναμη.
* Εργασία: Η εργασία είναι η δύναμη που εφαρμόζεται σε απόσταση. Ενώ τα μηχανήματα αλλάζουν το μέγεθος της δύναμης, δεν αλλάζουν το ποσό της εργασίας που έγινε. Αυτό σημαίνει ότι εάν χρησιμοποιείτε ένα μηχάνημα για να μειώσετε τη δύναμη, πρέπει να το εφαρμόσετε σε μεγαλύτερη απόσταση για να κάνετε την ίδια εργασία.
Παραδείγματα:
* μοχλός: Ένας μοχλός με μακρύ βραχίονα προσπάθειας και βραχίονα μικρού φορτίου πολλαπλασιάζει τη δύναμη. Εφαρμόζετε μια μικρή δύναμη στο μακρύ χέρι, ανυψώνοντας ένα βαρύ αντικείμενο στο κοντό βραχίονα.
* Υδραυλική υποδοχή: Ένας υδραυλικός γρύλος χρησιμοποιεί πίεση υγρού για να πολλαπλασιάσει τη δύναμη. Εφαρμόζετε μια μικρή δύναμη σε μια αντλία, η οποία αυξάνει την πίεση του υγρού σε έναν κύλινδρο, ανυψώνοντας ένα βαρύ φορτίο.
* γρανάζια ποδηλάτων: Με τη μετατόπιση των εργαλείων, αλλάζετε την αναλογία της δύναμης που εφαρμόζετε στη δύναμη που οδηγεί τον πίσω τροχό. Ένα χαμηλότερο γρανάζι (υψηλότερο μηχανικό πλεονέκτημα) απαιτεί λιγότερη δύναμη στο πεντάλ, αλλά έχει ως αποτέλεσμα βραδύτερη ταχύτητα, ενώ η υψηλότερη ταχύτητα (χαμηλότερο μηχανικό πλεονέκτημα) απαιτεί περισσότερη δύναμη αλλά έχει ως αποτέλεσμα ταχύτερη ταχύτητα.
Στην ουσία, τα μηχανήματα αλλάζουν το μέγεθος της δύναμης για να κάνουν τα καθήκοντα ευκολότερα ή πιο αποτελεσματικά. Δεν δημιουργούν ενέργεια, αλλά μας επιτρέπουν να χειραγωγούμε τον τρόπο με τον οποίο εφαρμόζουμε δύναμη για να επιτύχουμε ένα επιθυμητό αποτέλεσμα.
