Även om du kanske tänker på en maskin som ett komplext system med växlar, drivrem och och en motor, är definitionen som fysiker använder mycket enklare. En maskin är helt enkelt en enhet som fungerar och det finns bara sex olika typer av enkla maskiner. De inkluderar spaken, remskivan, hjulet och axeln, skruven, kilen och det lutande planet. Maskinens förmåga att utföra arbete beror på två egenskaper: dess mekaniska fördel och effektivitet. Det finns två typer av mekanisk fördel. Den ideala mekaniska mekaniska fördelen förutsätter perfekt verkningsgrad som inte står för friktion, medan den faktiska mekaniska fördelen gör det.

TL; DR (för lång; läste inte) |

AMA för en enkel maskin är förhållandet mellan utgångs- och ingångskrafterna. IMA är förhållandet mellan ingångsavstånd och utgångsavstånd.
Faktisk mekanisk fördel

Alla typer av maskiner överför mekanisk energi, och ett mått på dess användbarhet är förhållandet mellan utgångskraften (F _{O) till ingångskraften (F I). Detta förhållande är den faktiska mekaniska fördelen:}

AMA \u003d F _{O /F I}

Om detta förhållande är en, gör den mekaniska maskinen faktiskt inte lättare att gör ett jobb, men det kan överföra energin i en annan riktning. En maskdrivväxel är ett exempel på en sådan maskin. De flesta maskiner har en AMA som är större än en.
Ideal Mechanical Advantage

Eftersom en viss mängd ingångskraft behövs för att övervinna friktion, och denna mängd är okänd, kan det vara svårt att mäta faktiska mekaniska fördelar . Den idealiska mekaniska fördelen är å andra sidan helt enkelt förhållandet mellan ingångsavståndet D _{I
till utgångsavståndet D O
.}

IMA \u003d D _{I /D O}

För att göra arbetet lättare för användaren, bör ingångsavståndet vara större än utgångsavståndet, så detta förhållande är vanligtvis större än ett. Det är också större än AMA, eftersom det inte tar hänsyn till friktionskrafter, som motsätter sig rörelse.
IMA of the Six Types of Machines -

Alla riktiga maskiner är en kombination av de sex enkla maskinerna , och metoden för beräkning av IMA varierar för varje.

Spak: Placering av stödjusteringen bestämmer IMA för en spak. I en förstklassig spak befinner sig stödhjulet under spaken och befinner sig avstånd D _{I
och D O
från ingångs- och utgångsändarna. Den perfekta mekaniska mekaniska fördelen är således:}

IMA \u003d D _{I /D O}

Hjul och axel: Med två koncentriska hjul, som används i kombination, får du en mekanisk fördel genom att applicera kraft på den större och ansluta en last till den mindre. IMA för detta arrangemang är förhållandet mellan radien för det större hjulet R | och det för det mindre r
:

IMA \u003d R /r

Lutande plan: Den mekaniska fördelen med ett lutande plan ökar när lutningen minskar, men även om det krävs en mindre kraft för att trycka på det, ökar avståndet du behöver för att trycka det. Tryck lasten ett avstånd L
längs sluttningen för att höja den till en höjd h
, och den ideala mekaniska fördelen är:

IMA \u003d L /h

Kil: Som ett lutande plan ökar kraften för att pressa den under en belastning med lutningen, men avståndet kilen behöver gå L
för att separera ytorna, avståndet t
ökar:

IMA \u003d L /t

Skruv: En skruv är bara ett cirkulärt lutande plan. Med varje varv på skruven roterar du den ett avstånd som är lika med omkretsen för att flytta den ett avstånd P
till ytan den tränger igenom. Om diametern på skruvaxeln är d, är den mekaniska fördelen:

IMA \u003d 2πd /P

Remskiva: Den mekaniska fördelen med ett remskivsystem beror bara på antalet rep det har. Om det numret är N
, då

IMA \u003d N