In dit artikel ontdek je wat mechanische machines zijn, voorbeelden van mechanische machines en de verschillende soorten mechanische machines.
Wat is een mechanische machine?
Een mechanische machine is een type machine dat een erop uitgeoefende kracht omzet in een grotere of kleinere kracht. Met andere woorden: een mechanische machine vergroot of verkleint een kracht via een mechanisme.
De hendel is bijvoorbeeld een mechanische machine omdat hij de kracht die op een van zijn armen wordt uitgeoefend, vermenigvuldigt. Met de hendel kunt u dus een zwaar voorwerp optillen met minder kracht dan wanneer u het voorwerp zonder de hendel zou optillen.
Daarom worden mechanische machines gebruikt om grote krachten te creëren met veel minder inspanning. Op dezelfde manier zijn we soms geïnteresseerd in het verminderen van de uitgeoefende kracht om meer precisie in de beweging te krijgen, zoals in het geval van een pincet.
De mechanische machine kan ook een handmatige machine worden genoemd.
Voorbeelden van mechanische machines
Zodra we de definitie van een mechanische machine hebben gezien, zullen we verschillende voorbeelden van mechanische machines zien.
- Hefboom : mechanische machine waarmee de kracht die op een van zijn armen wordt uitgeoefend, kan worden vermenigvuldigd.
- Takel : mechanische machine voor het comfortabel hanteren van zware voorwerpen.
- Fiets : mechanische machine die de cirkelvormige beweging met de benen omzet in een voorwaartse beweging.
- Kruiwagen : mechanisch apparaat waarmee grote gewichten met minder inspanning kunnen worden vervoerd.
- Blikopener – mechanische machine die wordt gebruikt om blikjes te openen.
Soorten mechanische machines
Mechanische machines kunnen in twee typen worden ingedeeld:
- Eenvoudige machine : mechanische machine bestaande uit een eenvoudig mechanisme waarmee de grootte of richting van de uitgeoefende kracht kan worden gewijzigd. Bijvoorbeeld: hefboom, katrol, hellend vlak.
- Samengestelde machine : een mechanische machine die bestaat uit verschillende eenvoudige machines die in serie zijn geschakeld, zodat het mechanisme van dit type machine geavanceerder is. Bijvoorbeeld: fiets, auto, kraan.
Mechanisch voordeel van een mechanische machine
Het mechanische voordeel van een mechanische machine is een parameter die laat zien hoeveel de kracht die op de mechanische machine wordt uitgeoefend, wordt versterkt. Mechanisch voordeel geeft daarom de relatie aan tussen invoerkracht en uitvoerkracht.
Wiskundig gezien wordt het mechanische voordeel van een mechanische machine gedefinieerd als de verhouding tussen de resulterende kracht en de uitgeoefende kracht.
Mechanisch voordeel kan ook worden berekend door de snelheid van de uitgeoefende kracht te delen door de snelheid waarmee de last beweegt. Op dezelfde manier is deze uitdrukking ook equivalent aan de verplaatsing van het punt van de uitgeoefende kracht gedeeld door de verplaatsing van de last:
Vervolgens kunnen uit de mechanische voordeelformule de volgende relaties worden afgeleid:
- VM>1 : De resulterende kracht is groter dan de uitgeoefende kracht, dus de mechanische machine vergroot de omvang van de kracht. Aan de andere kant is de afstand die de last aflegt kleiner dan de afstand die wordt afgelegd door het punt waar de kracht wordt uitgeoefend.
- VM<1 : De resulterende kracht is kleiner dan de uitgeoefende kracht, dus de mechanische machine verlaagt de krachtwaarde. We verkrijgen echter een lastverplaatsing die groter is dan de verplaatsing op het punt waarop de kracht wordt uitgeoefend.
- VM=1 : de resulterende kracht van de mechanische machine is gelijk aan de kracht die erop wordt uitgeoefend. Ook de verplaatsingen van de last en het aangrijpingspunt van de kracht zijn identiek. Hoewel dit soort mechanische machines geen mechanisch voordeel bieden, worden ze over het algemeen gebruikt om op een comfortabelere manier spierversterking uit te voeren. Een eenvoudige katrol maakt bijvoorbeeld neerwaartse kracht mogelijk om een gewicht op te tillen, waardoor het gemakkelijker wordt om de last op te tillen.
mechanische machine en automatische machine
Ten slotte zullen we zien wat het verschil is tussen een mechanische machine en een automatische machine.
Het verschil tussen een mechanische machine en een automatische machine is dat de mechanische machine handmatig werkt, terwijl een automatische machine via een geautomatiseerd proces werkt.
Mechanische machines hebben dus menselijke kracht nodig om te kunnen werken, terwijl automatische machines meestal worden geactiveerd door een knop of een computerprogramma en hun hele werking geautomatiseerd is.
Mechanische machines worden echter steeds vaker vervangen door automatische machines, omdat ze geen menselijk handelen vereisen en handiger zijn.