機械的な利点

図 1: 単純機械の種類とそれに対応する機械的な利点。 機械的な利点は、適用する必要がある力の点で、人間がはるかに簡単にタスクを実行することを可能にしますが、常にエネルギー保存に従わなければなりません。

機械的優位性は、システム内の入力力に対する出力力の比率の指標であり、レバーやプーリーなどの単純機械の力を分析するために使用されます。 適用される力を変更しても、エネルギー保存は依然として真であり、出力エネルギーは依然として入力エネルギーに等しくなります。 一般に、機械的優位性は、入力時と出力時の間にエネルギーの損失がない理想的な状態で表現され、100％効率的なシステムとしても知られている。

エネルギー保存によって。

左辺は入力エネルギー (または機械に投入される仕事)、右辺は出力エネルギー (または機械から出力される仕事、無損失のエネルギー交換) です。 この式を書き直すと、システムの理想的な機械的優位性が得られ、次のように表されます。

これは、剛体のある多くの物理的な状況に適用でき、さまざまなツールを使用する際に得られる力の優位性を分析するために使用することができます。 単純機械は、機械的優位性をその機能性の主要な特性として使用し、人間が生成できる以上の力を必要とするタスクを実行するのに役立ちます。 馬や牛のような労働動物やエンジンも、単純機械の機械的優位性を利用することで利益を得ているのです。

続きを読む

さらに詳しい情報は、以下の関連ページをご覧ください:

• 機械的な利点
• 単純機械
• 傾斜面
• ギア
• プーリ
• レバー
• ホイールと車軸
• ランダムページ