Embora você possa pensar em uma máquina como um sistema complexo de engrenagens, correias de transmissão e um motor, a definição que os físicos usam é muito mais simples. Uma máquina é simplesmente um dispositivo que funciona e existem apenas seis tipos diferentes de máquinas simples. Incluem a alavanca, a polia, a roda e o eixo, o parafuso, a cunha e o plano inclinado. A capacidade da máquina para fazer o trabalho depende de duas características: sua vantagem mecânica e sua eficiência. Existem dois tipos de vantagens mecânicas. A vantagem mecânica mecânica ideal assume uma eficiência perfeita que não leva em conta o atrito, enquanto a vantagem mecânica real o faz.

TL; DR (muito longo; não leu)

O AMA de Uma máquina simples é a relação entre a saída e as forças de entrada. O IMA é a relação entre a distância de entrada e a distância de saída.

Vantagem mecânica real

Qualquer tipo de máquina transmite energia mecânica e uma medida de sua utilidade é a relação da força de saída (F _{O) para a força de entrada (F I). Essa relação é a vantagem mecânica real:}

AMA = F _{O /F I}

Se essa proporção for uma, a máquina mecânica não facilita de fato fazer um trabalho, mas pode transmitir a energia em uma direção diferente. Uma engrenagem de acionamento de parafuso é um exemplo de tal máquina. A maioria das máquinas tem uma AMA maior que uma.

Vantagem mecânica ideal

Como uma certa quantidade da força de entrada é necessária para superar o atrito, e essa quantidade é desconhecida, pode ser difícil medir vantagem mecânica real. A vantagem mecânica ideal, por outro lado, é simplesmente a relação entre a distância de entrada D _{I até a distância de saída D O
.}

IMA = D _{I /D O}

Para tornar o trabalho mais fácil para o usuário, a distância de entrada deve ser maior que a distância de saída, portanto essa proporção é geralmente maior que uma. Também é maior que a AMA, porque não leva em conta as forças de atrito, que se opõem ao movimento.

IMA dos seis tipos de máquinas

Todas as máquinas reais são uma combinação do seis máquinas simples, e o método para calcular o IMA varia para cada um.

Alavanca: A colocação do fulcro determina o IMA para uma alavanca. Em uma alavanca de primeira classe, o fulcro está sob a alavanca e as distâncias localizadas D _{I
e D O na entrada e na saída terminam, respectivamente. A vantagem mecânica mecânica ideal é assim:}

IMA = D _{I /D O}

Roda e Axel: Com duas rodas concêntricas, como usado em conjunto, você obtém um vantagem mecânica aplicando força ao maior e ligando uma carga à menor. O IMA para este arranjo é a relação entre o raio da roda maior R e a do menor r
:

IMA = R /r

Plano Inclinado: A vantagem mecânica de um plano inclinado aumenta à medida que a inclinação diminui, mas mesmo que uma força menor seja necessária para empurrá-lo, a distância que você precisa empurrar aumenta. Empurre a carga a uma distância L ao longo da encosta para elevá-la a uma altura h
, e a vantagem mecânica ideal é:

IMA = L /h

Cunha: Como um plano inclinado, a força necessária para empurrá-lo sob uma carga aumenta com a inclinação, mas a distância que a cunha precisa ir L