كيفية حساب AMA و IMA من الآلات البسيطة

Posted on
مؤلف: Laura McKinney
تاريخ الخلق: 2 أبريل 2021
تاريخ التحديث: 17 شهر نوفمبر 2024
Anonim
Simple Machines: Inclined Plane Calculations Part 1
فيديو: Simple Machines: Inclined Plane Calculations Part 1

المحتوى

على الرغم من أنك قد تفكر في أي جهاز كنظام معقد من التروس وأحزمة القيادة ومحرك ، إلا أن التعريف الذي يستخدمه علماء الفيزياء أبسط بكثير. الجهاز هو مجرد جهاز يعمل ، وهناك فقط ستة أنواع مختلفة من الآلات البسيطة. وهي تشمل الرافعة والبكرة والعجلة والمحور والمسمار والإسفين والمستوي المائل. تعتمد قدرة الماكينة على القيام بالعمل على ميزتين: ميزتها الميكانيكية وكفاءتها. هناك نوعان من المزايا الميكانيكية. الميزة الميكانيكية الميكانيكية المثالية تفترض كفاءة مثالية لا تفسر الاحتكاك ، في حين أن الميزة الميكانيكية الفعلية تفعل.


TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)

AMA لآلة بسيطة هي نسبة الإخراج إلى قوى الإدخال. IMA هي نسبة مسافة الإدخال إلى مسافة الإخراج.

ميزة الميكانيكية الفعلية

أي نوع من الآلات ينقل الطاقة الميكانيكية ، ومقياس فائدتها هو نسبة قوة الخرج (FO) لقوة الإدخال (Fأنا). هذه النسبة هي الميزة الميكانيكية الفعلية:

AMA = FO/Fأنا

إذا كانت هذه النسبة واحدة ، فإن الآلة الميكانيكية لا تسهل فعلًا القيام بعمل ما ، ولكنها قد تنقل الطاقة في اتجاه مختلف. يعتبر محرك دودة القيادة مثالاً على مثل هذه الآلة. معظم الآلات لديها AMA أكبر من واحد.

ميزة ميكانيكية مثالية

نظرًا لأن هناك حاجة إلى قدر معين من قوة الإدخال للتغلب على الاحتكاك ، وهذا المبلغ غير معروف ، فقد يكون من الصعب قياس الميزة الميكانيكية الفعلية. الميزة الميكانيكية المثالية ، من ناحية أخرى ، هي ببساطة نسبة مسافة الإدخال دأنا لمسافة الإخراج دO.

IMA = DأناO


لتسهيل العمل بالنسبة للمستخدم ، يجب أن تكون مسافة الإدخال أكبر من مسافة الإخراج ، لذلك عادة ما تكون هذه النسبة أكبر من واحدة. لها أيضا أكبر من AMA ، لأنه لا يأخذ في الاعتبار القوى الاحتكاكية ، التي تعارض الحركة.

IMA من ستة أنواع من الآلات

جميع الآلات الحقيقية هي مزيج من الأجهزة الست البسيطة ، وتختلف طريقة حساب IMA لكل منها.

رافعة: موضع نقطة ارتكاز يحدد IMA لذراع. في رافعة من الدرجة الأولى ، تقع نقطة ارتكاز أسفل رافعة ، وتقع مسافات دأنا و دO من المدخلات والمخرجات ينتهي على التوالي. الميزة الميكانيكية الميكانيكية المثالية هي:

IMA = DأناO

عجلة و أكسل: مع اثنين من العجلات متحدة المركز ، كما هو مستخدم بالتزامن ، ستحصل على ميزة ميكانيكية عن طريق تطبيق القوة على أكبر حجمًا وتوصيل الحمل بالعجلات الأصغر. IMA لهذا الترتيب هو نسبة نصف قطر العجلة الأكبر R إلى أن أصغر واحد ص:

IMA = R / r

مستوى مائل: تزداد الميزة الميكانيكية للمستوى المائل كلما انخفض الميل ، ولكن على الرغم من أن هناك حاجة إلى قوة أصغر لدفعها ، تزداد المسافة التي تحتاجها لدفعها. دفع الحمل مسافة L على طول المنحدر لرفعه إلى ارتفاع هيدروجينوالميزة الميكانيكية المثالية هي:


IMA = L / h

وتد: مثل الطائرة المائلة ، تزداد القوة اللازمة لدفعها تحت حمولة مع الميل ، ولكن المسافة التي يحتاجها الإسفين L لفصل الأسطح ، المسافة تي يزيد:

IMA = L / t

برغي: المسمار هو مجرد طائرة مائلة دائرية. مع كل منعطف للمسمار ، تقوم بتدويرها بمسافة مساوية للمحيط لتحريكها مسافة P في السطح الذي تخترق. إذا كان قطر رمح المسمار هو د، الميزة الميكانيكية هي:

IMA = 2πd / P

بكرة: تعتمد الميزة الميكانيكية لنظام البكرة فقط على عدد الحبال الموجودة به. إذا كان هذا الرقم هو N، ثم

IMA = N