* 力乗数: レバーや油圧ジャックなどの一部のマシンは、適用される力を増やします。マシンにより小さな力(努力)を発揮し、オブジェクトを移動または持ち上げるために、より大きな力(負荷)を出力します。これは、の機械的利点を操作することによって達成されます マシンの。
* 力還元剤: 自転車のギアのような他のマシンは、適用される力を減らします。マシンに大きな力(努力)を発揮しますが、長い距離にわたってより小さな力(負荷)を出力します。これは、速度や効率の向上に役立ちます。
重要な概念:
* 機械的利点: これは、出力力(負荷)と入力力(努力)の比です。 1を超える機械的利点は、マシンが力を増殖させることを意味し、1未満は力を減らすことを意味します。
* 作業: 作業は、距離にわたって適用される力です。機械は力のサイズを変更しますが、行われた作業の量を変更しません。これは、機械を使用して力を減らす場合、同じ量の作業を行うには、長い距離でそれを適用する必要があることを意味します。
例:
* レバー: 長い努力アームと短い負荷腕を備えたレバーを増やします。長い腕に小さな力をかけ、短い腕に重い物体を持ち上げます。
* 油圧ジャック: 油圧ジャックは、流体圧力を使用して力を増やします。 ポンプに小さな力をかけます。これにより、シリンダー内の流体の圧力が増加し、重い荷重が持ち上げられます。
* 自転車ギア: ギアをシフトすることにより、リアホイールを駆動する力に適用される力の比率を変更します。より低いギア(機械的優位性が高い)はペダルへの力が少なくなりますが、速度が遅くなりますが、ギアが高い(機械的利点が低い)にはより多くの力が必要ですが、速度が高くなります。
本質的に、マシンは力のサイズを変更して、タスクをより簡単にするか、より効率的にします。彼らはエネルギーを生み出しませんが、私たちが私たちが力を適用する方法を操作して望ましい結果を達成することを可能にします。