重要な概念:
* 作業: 作業は、力が距離にわたってオブジェクトを移動するときに行われます。 作業=フォースx距離
* 機械的利点: 適用された力を掛ける機械の能力。 出力力と入力力の比として計算されます。
* 単純なマシン: 力の方向または大きさを変更する基本的なデバイス。 例:レバー、滑車、傾斜面、ウェッジ、ネジ、車輪、車軸。
* エネルギー保存: エネルギーを作成または破壊することはできず、ある形から別の形(たとえば、筋肉エネルギー)にのみ変換されます。
マシンがどのように役立つか:
* 必要な力を減らします: 力が適用される距離を増やすことにより。レバーを考えてください - あなたは小さな力で短い距離を押し下げますが、レバーのもう一方の端はより大きな距離で大きな重量を移動します。
* 力の方向を変更: プーリーシステムを使用すると、引き下げて何かを持ち上げます。
* 移動速度を上げる: 自転車はギアを使用して、ホイールよりも速くペダルを回します。
重要な考慮事項:
* 無料ランチなし: マシンは必要な力を減らしますが、完了した *作業 *を減らすことはありません。同じ量の作業がまだ必要です。これは、同じ結果を達成するために、より長い距離のために力を適用する必要があるかもしれないことを意味します。
* 効率: 実際のマシンは完全に効率的ではありません。摩擦、熱、その他の要因のために、いくつかのエネルギーが常に失われます。
* トレードオフ: 適切なマシンを選択するには、力、距離、速度の間のトレードオフを理解することが含まれます。
例:
* レバー: 重い岩をこじ開けるために使用されるクローバー。
* プーリーシステム: 建設クレーンのように、重い物体を持ち上げるために使用されるロープと車輪のシステム。
* 傾斜面: 重い物体を高さに移動するために使用されるランプ。
* ホイールバロー: レバーとホイールを使用して、より少ない労力で重い負荷を動かします。
特定の種類のマシンの詳細が必要な場合は、他に質問がある場合はお知らせください。