เครื่องคิดเลขเชิงกล

เครื่องจักรง่าย

เครื่องจักรง่ายคืออุปกรณ์ที่สามารถเปลี่ยนทิศทางหรือขนาดของแรง เครื่องจักรง่ายคลาสสิกทั้งหกมีดังนี้:

• คาน: แท่งแข็งที่หมุนรอบจุดหมุน
• ล้อและเพลา: ล้อที่ติดอยู่กับเพลา
• รอก: ล้อที่มีร่องสำหรับเชือกหรือสายเคเบิล
• พื้นเอียง: พื้นราบที่ตั้งอยู่ในมุมกับแนวนอน
• ขอบ: พื้นเอียงสองชิ้นที่ตั้งอยู่หลังจากกัน
• สกรู: พื้นเอียงที่พันรอบกระบอก

แนวคิดที่สำคัญ

• ข้อได้เปรียบทางกลที่เหมาะสม (IMA): ข้อได้เปรียบทางกลของเครื่องจักรที่สมมติว่าไม่มีแรงเสียดทานหรือการสูญเสียพลังงาน
• ข้อได้เปรียบทางกลที่แท้จริง (AMA): ข้อได้เปรียบทางกลที่แท้จริงที่ได้รับ โดยคำนึงถึงการสูญเสียประสิทธิภาพ
• ประสิทธิภาพ: อัตราส่วนของงานที่มีประโยชน์ที่ได้ต่อการทำงานที่ใช้ โดยแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์
• ประสิทธิภาพทางกล: อัตราส่วนของข้อได้เปรียบทางกลที่แท้จริงต่อข้อได้เปรียบทางกลที่เหมาะสม
• อัตราส่วนความเร็ว: อัตราส่วนของระยะทางที่เคลื่อนที่โดยแรงต่อระยะทางที่เคลื่อนที่โดยโหลด

การอนุรักษ์พลังงาน

แม้ว่าข้อได้เปรียบทางกลจะลดแรงที่ต้องการ แต่ก็ปฏิบัติตามหลักการอนุรักษ์พลังงาน ซึ่งหมายความว่า:

• หากกลไกลดแรงที่ต้องการ มันจะเพิ่มระยะทางที่ต้องใช้แรง
• งานที่ทำ (แรง × ระยะทาง) ยังคงคงที่ (ไม่รวมการสูญเสียจากแรงเสียดทาน)
• พลังงานไม่ได้ถูกสร้างหรือทำลายโดยกลไก แต่เพียงแค่เปลี่ยนรูปแบบ