▷ Apa yang dimaksud dengan keuntungan mekanis? (rumus dan contoh)

Artikel ini menjelaskan apa itu keuntungan mekanis. Jadi, Anda akan mempelajari pengertian keunggulan mekanis, cara menghitung keunggulan mekanis, dan apa perbedaan keunggulan mekanis ideal dan keunggulan mekanis sebenarnya.

Apa keuntungan mekanik?

Keuntungan mekanis adalah ukuran yang menunjukkan faktor perkalian gaya yang diterapkan pada suatu mekanisme. Dengan kata lain, keuntungan mekanik merupakan parameter karakteristik suatu mekanisme yang menyatakan derajat penguatan suatu gaya yang menggunakan mekanisme tersebut.

Misalnya, jika keuntungan mekanis suatu mesin sederhana sama dengan 2, ini berarti mekanisme tersebut melipatgandakan gaya yang diterapkan.

Umumnya mesin sederhana digunakan untuk meningkatkan nilai suatu gaya, misalnya hoist memungkinkan Anda memindahkan benda berat dengan sedikit usaha. Jadi, keuntungan mekanik adalah nilai yang menunjukkan faktor peningkatan gaya yang diterapkan pada suatu alat mekanis.

Rumus Keuntungan Mekanis

Keuntungan mekanis adalah perbandingan gaya keluaran dengan gaya masukan mekanisme. Oleh karena itu, keuntungan mekanik sama dengan rasio gaya keluaran terhadap gaya masukan.

Jadi rumus menghitung keuntungan mekanik suatu mekanisme adalah sebagai berikut:

$VM=\cfrac{F_s}{F_e}$

Keuntungan mekanis suatu mesin sederhana juga dapat dihitung dengan membagi kecepatan gaya yang diterapkan dengan kecepatan pergerakan beban. Demikian pula, persamaan ini juga setara dengan perpindahan titik gaya yang diterapkan dibagi dengan perpindahan beban:

$VM=\cfrac{F_s}{F_e}=\cfrac{v_e}{v_s}=\cfrac{d_e}{d_s}$

Emas:

$VM$

adalah keuntungan mekanis.
$F_s$

adalah gaya keluaran.
$F_e$

adalah gaya masukan.
$v_e$

adalah kecepatan masukan.
$v_s$

adalah kecepatan keluar.
$d_e$

adalah jarak yang ditempuh oleh entri tersebut.
$d_s$

adalah jarak yang ditempuh oleh output.

Sebaliknya, jika kita ingin mentransmisikan momen sebagai pengganti gaya, keuntungan mekanis dihitung dengan membagi momen keluaran dengan momen masukan. Misalnya, keuntungan mekanis roda gigi diukur dengan rasio momen yang ditransmisikan.

$VM=\cfrac{M_s}{M_e}=\cfrac{\omega_e}{\omega_s}$

Emas:

$VM$

adalah keuntungan mekanis.
$M_s$

adalah waktu rilis.
$M_e$

adalah waktu masuk.
$\omega_e$

adalah kecepatan sudut masukan.
$\omega_s$

adalah kecepatan sudut keluar.

Kemudian, dari rumus keuntungan mekanik dapat disimpulkan hubungan sebagai berikut:

VM>1 : Gaya keluaran lebih besar dari gaya yang diberikan, sehingga mekanismenya meningkatkan besar gaya. Sebaliknya, jarak yang ditempuh beban lebih kecil dari jarak yang ditempuh oleh titik di mana gaya diterapkan.
VM<1 : Gaya keluaran lebih kecil dari gaya yang diterapkan, sehingga mekanisme mengurangi nilai gaya. Akan tetapi, kita memperoleh perpindahan beban yang lebih besar daripada perpindahan yang terjadi pada titik penerapan gaya.
VM=1 : gaya keluaran mekanisme sama dengan gaya yang diberikan padanya. Perpindahan beban dan titik penerapan gaya juga identik. Meskipun jenis mekanisme ini tidak memberikan keuntungan mekanis, mekanisme ini umumnya digunakan untuk mengerahkan tenaga dengan lebih nyaman. Misalnya, katrol sederhana memungkinkan gaya ke bawah untuk mengangkat beban, sehingga lebih mudah untuk mengangkat beban.

Contoh keuntungan mekanis

Setelah melihat pengertian keuntungan mekanik dan rumusnya, sekarang kita akan melihat dua contoh cara menghitung keuntungan mekanik suatu mekanisme.

Mengangkat

Sebuah tuas mempunyai titik tumpu 70 cm dari titik pemberian gaya dan 30 cm dari beban. Berapakah keuntungan mekanis tuas tersebut?

Pada tuas, gaya masukan yang melalui lengan daya setara dengan gaya keluaran yang melalui lengan hambatan (hukum tuas). Dengan kata lain, pada mesin sederhana jenis ini persamaan berikut terpenuhi:

$F_e\cdot B_p=F_s\cdot B_r$

Jadi, dari persamaan sebelumnya, kita dapat menyimpulkan bahwa keuntungan mekanis suatu tuas dapat ditentukan dengan persamaan berikut:

$VM=\cfrac{F_s}{F_e}=\cfrac{B_p}{B_r}$

Rumusan masalah menyatakan bahwa lengan daya tuas adalah 70 cm dan lengan hambatan adalah 30 cm. Oleh karena itu, dengan memasukkan data ke dalam rumus, kita dapat mencari keuntungan mekanis tuas:

$VM=\cfrac{F_s}{F_e}=\cfrac{B_p}{B_r}=\cfrac{70}{30}=2.33$

roda gesekan

Berapakah keuntungan mekanis suatu mekanisme roda gesek jika diameter roda masukan 0,35 m dan diameter roda keluaran 0,60 m?

Rumus roda gesekan memungkinkan kita menghubungkan diameter roda dengan kecepatan sudutnya:

$D_e\cdot \omega_e =D_s\cdot \omega_s$

Akibatnya, karena ini adalah mekanisme yang ingin kita transmisikan momennya, keuntungan mekanis dihitung menggunakan persamaan berikut:

$VM=\cfrac{M_s}{M_e}=\cfrac{\omega_e}{\omega_s}=\cfrac{D_s}{D_e}$

Oleh karena itu, nilai keuntungan mekanis mekanisme ini adalah:

$VM=\cfrac{M_s}{M_e}=\cfrac{w_e}{w_s}=\cfrac{D_s}{D_e}=\cfrac{0.60}{0.35}=1.71[/ latex] <h2 class="wp-block-heading"> Avantage mécanique réel et avantage mécanique idéal</h2> L’avantage mécanique d’un mécanisme peut être classé en deux types : <ul style="color:#4fd12f; font-weight: bold;"> <li style="margin-bottom:20px"> Avantage mécanique idéal : également appelé avantage mécanique théorique, lors du calcul de ce type d’avantage mécanique, on suppose des conditions idéales (absence de frottement, de vibration, etc.). Par conséquent, l’avantage mécanique idéal est équivalent au rapport entre la force de sortie et la force d’entrée.</li> <li style="margin-bottom:20px"> Avantage mécanique réel – Également appelées avantage mécanique pratique, les pertes du système sont prises en compte dans le calcul de l’avantage mécanique. Par conséquent, l’avantage mécanique réel est toujours inférieur à l’avantage mécanique idéal.</li> </ul> Dans une situation réelle, tout mécanisme subit des pertes d’énergie dues au frottement, à l’usure et à d’autres facteurs. Ainsi, pour calculer l’avantage mécanique réel d’un mécanisme, la force d’entrée appliquée au système et la force de sortie du système doivent être mesurées expérimentalement, et la relation entre les deux sera la valeur de l’avantage mécanique réel. [latex]VM_{real}=\cfrac{F_{s_{real}}}{F_{e_{real}}}” title=”Rendered by QuickLaTeX.com” height=”392″ width=”3025″ style=”vertical-align: -17px;”> Dengan demikian, efisiensi mekanik suatu mekanisme didefinisikan sebagai rasio antara keunggulan mekanis nyata dan keunggulan mekanis ideal: <p class=$

$\eta=\cfrac{VM_{real}}{VM_{idéal}}$

Apa keuntungan mekanik?

Rumus Keuntungan Mekanis

Contoh keuntungan mekanis

Mengangkat

roda gesekan

Tinggalkan komentar Batalkan balasan