آموزش فیزیک نهم – ماشین ها (تمرین ۷) – دبیرستان سروش

برای حل نمونه سوال مزیت مکانیکی با جواب در فیلم آموزشی علوم نهم ماشین ها ابتدا کمی راجع به خود مزیت مکانیکی و همینطور انواع و فرمول مزیت مکانیکی مرور می کنیم.

مزیت مکانیکی چیست؟

تقویت و چندین برابر شدن نیروی اعمال شده توسط یک سیستم، ابزار و یا هر گونه ماشین است.

مزیت مکانیکی یک ماشین نسبت نیروی مقاوم به نیروی محرک است و میزان افزایش و یا کاهش نیروی محرک اعمال شده از سوی ما را نسبت به نیروی مقاوم نشان می دهد.

یعنی نشان می دهد ماشین نیروی ما را تا چند برابر افزایش داده است.

مزیت مکانیکی شامل مزیت مکانیکی ایده آل و واقعی است.

مزیت مکانیکی ایده آل یا کامل، نسبت بازوی محرک به بازوی مقاوم و یا تغییر مکان نیروی محرک به تغییر مکان نیروی مقاوم است و در محاسبه آن، نیروی اصطکاک نقشی ندارد.

 مزیت مکانیکی واقعی، عملی و یا حقیقی، نسبت نیروی مقاوم به نیروی محرک است. اما عملی یا واقعی بودن آن به این دلیل است که غلبه نیروی محرک به نیروی اصطکاک موجود حساب شده است.

بنابراین مزیت واقعی عملکرد حقیقی ماشین هنگام استفاده را نشان می دهد.

نمونه سوال مزیت مکانیکی با جواب 

در شکل زیر، یک جاروی فراشی نشان داده شده است. مزیت مکانیکی این جارو کدامست؟

 

نمونه سوال مزیت مکانیکی با جواب

 

مطابق شکل، دست چپ فرد که بر روی جارو قرار دارد نیروی محرک محسوب می شود. نیروی مقاوم نیز قسمتی است که فرچه جارو قرار دارد.

LE (طول بازوی محرک): از نیروی محرک تا تکیه گاه یعنی ۰٫۵ متر

 LR (طول بازوی مقاوم): از فرچه تا تکیه گاه یعنی ۰٫۵ + ۱/۵ = ۲

حالا با داشتن طول های LE  و  LR در شکل پیش رو مزیت مکانیکی A را به راحتی به دست خواهیم آورد.

A  =  LE \ LR 

A = 4

مزیت مکانیکی به ما نشان میدهد یک دستگاه، اهرم و یا ماشین و…، نیروی وارد شده را تا چند برابر افزایش خواهد داد. پس مزیت مکانیکی یک کمیت بی بعد است و یکا و یا واحدی برای آن وجود ندارد.