قبلا در مبحث بازدهی این موضوع توضیح داده شده است که برای محاسبه بازدهی ابتدا باید ببینیم که هدف ما از یک مکانیزم چیست؟ در محاسبه بازدهی اهرم ها فرض میکنیم که هدف ما افزایش نیرو باشد. یعنی فرمولهایی که در ادامه برای بازدهی نوشته ایم نشان میدهد که نیروی خروجی چند برابر نیروی ورودی است.
نیروی خروجی | |
=بازدهی اهرم | |
نیروی ورودی |
برای اینکه بتوانیم به فرمولی هندسی برای رابطه فوق برسیم، باید این موضوع را مدنظر داشته باشیم که بازدهی اهرم در حالی حساب می شود که شتاب نداشته باشد و در حال تعادل باشد. یعنی گشتاورهایی که نیروهای ورودی و خروجی در حول تکیه گاه ایجاد میکنند، با هم برابر باشند. برای محاسبه گشتاور می دانیم که هر نیرو باید در فاصله اش تا نقطه مورد نظر (تکیه گاه) ضرب شود. بنابراین برای اهرم نوع اول روابط زیر را خواهیم داشت:
تساوی گشتاور: Fi ✖ L1= Fo ✖ L2
بازدهی : Fo/Fi = L1/L2
با توجه به اینکه اندازه های L1 و L2 در اهرم نوع اول می توانند هر نسبتی با یکدیگر داشته باشند، بازدهی اهرم نوع اول می تواند از 0 تا بی نهایت باشد. هر چقدر بازوی L2 (خروجی) کوتاه تر باشد، مقدار Fo (نیروی خروجی) بیشتر خواهد بود و در نتیجه بازدهی بیشتر است. اگر تکیه گاه دقیقا در وسط باشد (مثل شکل بالا)، بدیهی است که نیروی ورودی و خروجی با هم مساوی می شوند. مثل الاکلنگی که دو نفر با وزن مساوی در دو سمت آن نشسته باشند.
استفاده از مطالب آموزشی این وبسایت با ذکر منبع مجاز می باشد |