在本文中,您将了解什么是机械机器、机械机器的示例以及不同类型的机械机器。
什么是机械机器?
机械机器是一种将施加在其上的力转换为更大或更小的力的机器。换句话说,机械设备通过机构增加或减少力。
例如,杠杆是一种机械机器,因为它放大了施加到其一个臂上的力。因此,与没有杠杆的情况下举起物体相比,杠杆可以让您用更少的力举起重物。
因此,机械设备用于在施加较小的力的情况下产生较大的力。同样,我们有时可能有兴趣减少所施加的力,以提高运动的精度,例如镊子的情况。
机械机也可称为手动机。
机械设备的例子
一旦我们了解了机械机器的定义,我们就会看到机械机器的几个例子。
- 杠杆:机械装置,可以使施加到其一个臂上的力成倍增加。
- 起重机:用于舒适搬运重物的机械设备。
- 自行车:将腿部的圆周运动转化为向前运动的机械机器。
- 独轮手推车:可以轻松运输大重量的机械装置。
- 开罐器——用于打开罐头的机械机器。
机械机器的类型
机械设备可分为两类:
- 简单机器:由简单机构组成并允许改变所施加力的大小或方向的机械机器。例如:杠杆、滑轮、斜面。
- 复合机:由几个简单的机器串联而成的机械机器,使这类机器的机构更加精密。例如:自行车、汽车、起重机。
机械设备的机械优势
机械机械的机械效益是表示施加在机械机械上的力被放大多少的参数。因此,机械优势表示输入力和输出力之间的关系。
从数学上讲,机械设备的机械效益定义为合力与所施加力的比率。
机械效益也可以通过将施加的力的速度除以负载移动的速度来计算。同样,该表达式也等于施加力点的位移除以载荷的位移:
那么,根据机械效益公式,可以推导出以下关系:
- VM>1 :产生的力大于施加的力,因此机械装置增加力的大小。另一方面,负载行进的距离小于施加力的点行进的距离。
- VM<1 :合力小于施加的力,因此机械装置减小力值。然而,我们获得的负载位移大于力施加点处产生的位移。
- VM=1 :机械装置的合力等于施加在其上的力。负载的位移和力的作用点也相同。尽管这些类型的机械机器不提供机械优势,但它们通常用于以更舒适的方式进行肌肉强化。例如,一个简单的滑轮允许向下的力来提升重物,从而更容易提升负载。
机械机和自动机
最后,我们来看看机械机器和自动机器有什么区别。
机械机器和自动机器之间的区别在于机械机器手动操作,而自动机器通过自动化过程操作。
因此,机械机器需要人力来操作,而自动机器通常由按钮或计算机程序启动,整个操作是自动化的。
然而,机械机器越来越多地被自动机器取代,因为它们不需要人类动作并且更方便。