Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Welke algemene uitspraak kan worden gedaan over de hoogte van een hellend vlak en het feitelijke ideale mechanische voordeel?

Naarmate de hoogte van een hellend vlak toeneemt, neemt het feitelijke mechanische voordeel af en neemt het ideale mechanische voordeel toe. Deze relatie kan worden afgeleid uit de volgende formule voor mechanisch voordeel:

Ideaal mechanisch voordeel (IMA) =lengte van het hellende vlak / hoogte van het hellende vlak

Werkelijk mechanisch voordeel (AMA) =uitgangskracht / ingangskracht

Laten we een scenario bekijken met twee hellende vlakken, waarvan het ene een lagere hoogte heeft en het andere een grotere hoogte.

* Hellend vlak 1:Hoogte =h1, Lengte =l1

* Hellend vlak 2:Hoogte =h2, Lengte =l2

Ervan uitgaande dat op beide hellende vlakken dezelfde invoerkracht wordt uitgeoefend, moet, als h2 groter is dan h1, l1 groter zijn dan l2, willen de hellende vlakken hetzelfde ideale mechanische voordeel hebben. Dit komt omdat het ideale mechanische voordeel direct evenredig is met de lengte van het hellende vlak en omgekeerd evenredig met de hoogte ervan.

Als gevolg hiervan zal het werkelijke mechanische voordeel van Hellend vlak 2 (AMA2) lager zijn in vergelijking met het werkelijke mechanische voordeel van Hellend vlak 1 (AMA1). Dit komt omdat AMA wordt berekend door de uitvoerkracht te delen door de invoerkracht, en bij een langere lengte (l2) is er meer werk nodig om de wrijving te overwinnen, wat resulteert in een lagere uitvoerkracht vergeleken met Hellend vlak 1.

Daarom is de algemene uitspraak die kan worden gedaan:

Naarmate de hoogte van een hellend vlak toeneemt, neemt het feitelijke mechanische voordeel af en neemt het ideale mechanische voordeel toe. Dit komt door de omgekeerd evenredige relatie tussen hoogte en ideale mechanische voordeel, en de toegenomen arbeid die nodig is om wrijving te overwinnen naarmate de lengte van het hellende vlak toeneemt.