Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Waarom zijn de snelheidsverhouding en mechanisch voordeel nooit hetzelfde?

Je bent gelijk om daar nieuwsgierig naar te zijn! Hoewel de snelheidsverhouding en het mechanische voordeel gerelateerd zijn, zijn ze niet altijd hetzelfde. Dit is waarom:

snelheidsverhouding (SR)

* Definitie: De verhouding van de ingangsnelheid (snelheid van inspanning) tot de uitgangssnelheid (snelheid van belasting).

* focus: Het vertelt u hoeveel de snelheid wordt versterkt of verlaagd door de machine.

* Berekening: SR =invoersnelheid / uitvoersnelheid

mechanisch voordeel (MA)

* Definitie: De verhouding van de uitgangskracht (kracht uitgeoefend door de machine) tot de invoerkracht (door de gebruiker uitgeoefende kracht).

* focus: Het vertelt u hoeveel de kracht wordt versterkt door de machine.

* Berekening: Ma =uitgangskracht / ingangskracht

Waarom ze verschillen

Het belangrijkste verschil ligt in de efficiëntie van de machine.

* Ideale machine: In een perfecte, wrijvingsloze machine zou de energie -input gelijk zijn aan de energie -output. In dit geval zouden de snelheidsverhouding en het mechanische voordeel gelijk zijn.

* Echte machines: Alle machines hebben enige wrijving, die een deel van de invoersenergie verbruikt. Dit betekent dat de uitgangsenergie minder is dan de invoersenergie.

impact van efficiëntie

* snelheidsverhouding: Blijft constant en vertegenwoordigt de inherente snelheidsverandering van de machine.

* Mechanisch voordeel: Wordt minder dan de snelheidsverhouding als gevolg van energieverlies.

Voorbeeld:

Stel je een eenvoudige hendel voor. De snelheidsverhouding kan 2:1 zijn, wat betekent dat de belasting half zo snel beweegt als de inspanning. Maar als er wrijving bestaat in het scharnier van de hendel, kan het mechanische voordeel iets minder zijn, zeg 1.8:1. Dit betekent dat de uitgangskracht slechts 1,8 keer groter is dan de invoerkracht, niet precies twee keer.

Samenvattend:

De snelheidsverhouding is een maat voor snelheidsverandering, terwijl het mechanische voordeel een maat is voor krachtversterking. Vanwege wrijving verliezen echte machines wat energie, wat resulteert in een mechanisch voordeel dat altijd iets minder is dan de snelheidsverhouding.