機械計算機

カテゴリー：物理学
- 2025年8月28日
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レバー、プーリー、ギア、傾斜面など、さまざまな機械システムの機械的利点、効率、および性能を計算します。 力の要件、変位比、および機械効率を決定します。

メカニズムの種類を選択

レバーのパラメータ

支点から力が加わる場所までの距離
支点から荷重が置かれる場所までの距離
荷重の重量または力
%
摩擦を考慮した機械効率
レバーシステムの構成

機械的利点の理解

機械的利点 (MA) は、機械装置を使用することによって達成される力の増幅の尺度です。 出力力と入力力の比率です。 機械的利点は、メカニズムが仕事をどれだけ楽にするかを計算するために使用できます。

単純機械

単純機械は、力の方向や大きさを変えることができる装置です。 6つの古典的な単純機械は次のとおりです:

  • レバー: 支点の周りで回転する剛体バー
  • 車輪と軸: 軸に取り付けられた車輪
  • プーリー: ロープまたはケーブル用の溝のある車輪
  • 傾斜面: 水平に対して角度を持つ平らな面
  • くさび: 背中合わせに配置された2つの傾斜面
  • ねじ: 円筒の周りに巻かれた傾斜面
重要な概念
  • 理想的な機械的利点 (IMA): 摩擦やエネルギー損失がないと仮定した機械の機械的利点
  • 実際の機械的利点 (AMA): 効率損失を考慮した実際の機械的利点
  • 効率: 有用な仕事の出力と仕事の入力の比率、パーセンテージで表される
  • 機械効率: 実際の機械的利点と理想的な機械的利点の比率
  • 速度比: 力が移動する距離と荷重が移動する距離の比率
エネルギーの保存

機械的利点は必要な力を減少させることができますが、エネルギーの保存の原則に従います。 これは次のことを意味します:

  • メカニズムが必要な力を減少させる場合、力を加える必要がある距離が増加します
  • 行われる仕事 (力 × 距離) は一定です (摩擦による損失を除く)
  • エネルギーはメカニズムによって創造されることも破壊されることもなく、ただ変換されるだけです

この計算機は教育目的のみです。 結果は理想化されたモデルに基づいており、すべての現実の要因を考慮していない場合があります。 重要なアプリケーションについては、資格のあるエンジニアまたは専門家に相談してください。