Mechanischer Vorteil
Der mechanische Vorteil ist ein Maß für das Verhältnis von Ausgangskraft zu Eingangskraft in einem System und wird zur Analyse der Kräfte in einfachen Maschinen wie Hebeln und Riemenscheiben verwendet. Auch wenn sich die angewendeten Kräfte ändern, bleibt der Energieerhaltungssatz bestehen und die Ausgangsenergie ist immer noch gleich der Eingangsenergie. Typischerweise wird der mechanische Vorteil in idealen Begriffen ausgedrückt, bei denen es keine Energieverluste zwischen der Eingangs- und Ausgangszeit gibt, auch bekannt als 100% effiziente Systeme.
Durch die Erhaltung der Energie:
Die linke Seite ist die Eingangsenergie (oder Arbeit, die in eine Maschine hineingesteckt wird), und die rechte Seite ist die Ausgangsenergie (oder Arbeit, die aus einer Maschine herauskommt, bei verlustfreiem Energieaustausch). Wenn man die Gleichung umstellt, erhält man den idealen mechanischen Vorteil für ein System, ausgedrückt als:
Dies lässt sich auf viele physikalische Situationen mit starren Körpern anwenden und kann zur Analyse des Kraftvorteils bei der Verwendung verschiedener Werkzeuge verwendet werden. Einfache Maschinen nutzen den mechanischen Vorteil als Schlüsseleigenschaft für ihre Funktionalität und helfen dem Menschen bei der Ausführung von Aufgaben, die mehr Kraft erfordern würden, als ein Mensch aufbringen kann. Sogar Arbeitstiere (wie Pferde oder Ochsen) und Motoren profitieren von der Nutzung des mechanischen Vorteils der einfachen Maschinen.
Für weitere Lektüre
Weitere Informationen finden Sie auf den folgenden Seiten:
- Mechanischer Vorteil
- Einfache Maschine
- Schiefe Ebene
- Getriebe
- Pulley
- Hebel
- Rad und Achse
- Eine zufällige Seite