Numa máquina composta, as forças de entrada e saída estão relacionadas através de uma vantagem mecânica. A vantagem mecânica é definida como a razão entre a força de saída e a força de entrada.

Por exemplo, considere uma máquina composta composta por uma alavanca e uma polia. A força de entrada é aplicada à alavanca e a força de saída é gerada pela polia. A vantagem mecânica desta máquina composta é a relação entre a força de saída e a força de entrada.

Veja como as forças de entrada e saída se relacionam:

1. Vantagem Mecânica: A vantagem mecânica de uma máquina composta é a razão entre a força de saída (\(F_O\)) e a força de entrada (\(F_I\)):

$$ Mecânico\ Vantagem =\frac{Saída\ Força\ (F_O)}{Entrada\ Força\ (F_I)}$$

2. Vantagem Mecânica Ideal: A vantagem mecânica ideal de uma máquina composta é determinada unicamente pela disposição das máquinas simples dentro dela. Não assume atrito ou perda de energia:

$$ Ideal\ Mecânico\ Vantagem =\frac{Saída\ Força\ (F_O)}{Entrada\ Força\ (F_I)}$$

3. Vantagem Mecânica Real: Na realidade, o atrito e as perdas de energia reduzem a vantagem mecânica real abaixo do valor ideal:

$$ Real\ Mecânico\ Vantagem =\frac{Saída\ Força\ (F_O)}{Entrada\ Força\ (F_I)}
4. Relação entre forças de entrada e saída: As forças de entrada e saída são inversamente proporcionais entre si. Isto significa que à medida que a força de entrada aumenta, a força de saída diminui e vice-versa:

$$ F_O ∝ \frac{1}{F_I}$$

5. Entrada e Saída de Trabalho: A entrada e a saída de trabalho são iguais em uma máquina composta (desprezando o atrito). Em outras palavras, a energia inserida é igual à energia emitida:

$$ Trabalho\ Entrada\ (W_I) =Trabalho\ Saída\ (W_O)$$

Compreender a relação entre as forças de entrada e saída em máquinas compostas permite que engenheiros e projetistas otimizem seus projetos para aplicações específicas.