Maszyny proste

 

 

Zysk na sile – ale jakim kosztem...

Wszystkie maszyny proste daj� zysk na sile. Gdyby nie odbywa這 si� to 瘸dnym kosztem, to mogli鄉y w 豉two uzyskiwa� energi� w darmowy spos鏏. Jednak niestety, istnieje do嗆 istotne ograniczenie wykorzystywania maszyn prostych

– ka盥y zysk na sile, jest okupiony konieczno軼i� pokonania d逝窺zej drogi.

I tak w przypadku d德igni - rami� si造 dzia豉nia (je郵i przek豉dnia jest wi瘯sza od 1) zatacza wi瘯szy 逝k, ni� rami� si造 u篡tecznej. Przy braku dodatkowych opor闚 ruchu, punkt przy這瞠nia si造 dzia豉nia ma dok豉dnie tyle samo razy wi瘯sz� drog� do pokonania w stosunku do punktu przy這瞠nia si造 u篡tecznej, ile razy wi瘯sza jest jedna si豉 od drugiej.

Przyk豉dowo: 
– je郵i nasz zysk na sile wynosi 2 (np. podnosimy ci篹ar 100 N za pomoc� si造 50 N), to podniesienie tego ci篹aru na wysoko嗆 1 cm b璠zie wymaga這 przesuni璚ia ko鎍a ramienia si造 dzia豉nia na odleg這嗆 2 cm.
Podobnie jest w przypadku ko這wrotu – tam ostatecznie droga przebyta przez r瘯� kr璚帷� korb� jest „przek豉dni� razy” d逝窺za od drogi wci庵ni璚ia ci篹aru (a wi璚 i d逝go軼i nawini皻ej linki).
Identyczna zasada stosuje si� w odniesieniu do r闚ni – tutaj np. 3 krotne zmniejszenie si造 wci庵ania cia豉 spowoduje, 瞠 potrzebne b璠zie przynajmniej 3 krotne zwi瘯szenie drogi w stosunku do bezpo鈔edniego podnoszenia cia豉 na okre郵on� wysoko嗆.

Zasada og鏊na maszyn prostych

krotno嗆 zysku na sile = krotno嗆 straty na drodze.

Lub inaczej:

Si豉 dzia豉nia * droga si造 dzia豉nia = si豉 u篡teczna * droga si造 u篡tecznej

Fsi造_dzia豉nia * Ssi造_dzia豉nia = Fsi造_u篡tecznej * Ssi造_u篡tecznej

Lub jeszcze inaczej:

Si豉 x droga = const

Maszyny proste spe軟iaj� zasad� zachowania pracy – energii.

Powy窺ze zasady mo積a prosto zinterpretowa� przy u篡ciu wielko軼i fizycznej zwanej prac�.

W = F S

W przypadku gdy brak jest opor闚 ruchu, praca si造 dzia豉nia jest r闚na pracy si造 u篡tecznej.

Wsi造_dzia豉nia = Wsi造_u篡tecznej.

R闚nanie to mo積a interpretowa� jako zasad� zachowania pracy, lub w niekt鏎ych uj璚iach „z這t� zasad� mechaniki”.

Dodatkowa strata - na tarcie

Warto tu jeszcze doda�, 瞠 do og鏊nego bilansu zysk闚 i strat nale篡 doda� jeszcze jedn� strat� - na tarcie. Ka盥y ruch z u篡ciem maszyny prostej wymaga nie tylko takiej si造 jaka wynika z ww. zasady, ale dodatkowo z pokonywania si� tarcia. Tak wi璚, aby naprawd� zyska� co� na sile, musimy zastosowa� przek豉dni�, kt鏎a przynajmniej ma krotno嗆 przewy窺zaj帷� strat� zwi您an� z tarciem.

Na szcz窷cie zwykle w prostych problemach owych strat na tarcie si� nie uwzgl璠nia. I jest to s逝szne o ile owe straty s� ma貫 w por闚naniu z osi庵anym zyskiem na sile.

 

 

Poniewa� prac� cz瘰to uto窺amia si� z energi� mechaniczn�, wi璚 powy窺za zasada mo瞠 by� traktowana jako posta� zasady zachowania energii mechanicznej.