Mikä on mekaaninen etu?

Mekaaninen etu on termi, jota käytetään kuvaamaan jonkinlaisen mekaanisen laitteen sisäisesti käyttämän voiman määrää. Sen avulla laite voi suorittaa tehtävän, jota varten se on suunniteltu. Monet kodeissa ja rakentamisessa käytetyt tavalliset työkalut hyödyntävät tätä periaatetta.
Yksi parhaista tavoista ymmärtää tämä ajatus on harkita yksinkertaista toimintaa, joka tapahtuu ruuvimeisselin ja ruuvin välillä. Ruuvimeisseliin kohdistetaan voima, joka saa työkalun rungon pyörimään, samalla kun se painaa ruuvia johonkin pintaan, kuten puupalkkaan. Pyörimisvoiman ja eteenpäinliikkeen yhdistelmä mahdollistaa sen, että ruuvimeisseli käyttää mekaanista etua kiinnittääkseen ruuvin väliaineeseen.

Toinen esimerkki liittyy murskauskoneiden käyttöön. Tämän tyyppiset mekanismit käyttävät kahta tasaista pintaa. Näiden kahden pinnan väliin asetetaan esine ja yksinkertaisella hydraulisella toiminnalla yläpinta liikutetaan alapinnan suuntaan. Kun se liikkuu lähemmäksi, mekaanisen edun tekijä mahdollistaa esineen tilavuuden tiivistämisen pienempään tilaan.

Yleisesti ymmärretään, että tällä periaatteella on kaksi erillistä käsitettä. Ensimmäinen tunnetaan ideaalisena mekaanisena etuna, jota kutsutaan tavallisesti IMA:ksi, ja se liittyy ihanteellisen koneen luomiseen ja toimintaan. Koska tällä hetkellä ei ole olemassa todella ideaalikonetta, konsepti pysyy teoreettisena, mutta siitä on apua laskelmien tekemisessä.

Toinen tunnetaan nimellä todellinen mekaaninen etu tai AMA, ja se käsittelee todellisten koneiden käyttöä, jotka toimivat fyysisessä maailmassa. Tässä otetaan huomioon mekaanisen hyötysuhteen laskennassa sellaiset työtekijät, kuten tietyn tehtävän aikana syntyvän kitkan vuoksi menetetty energiamäärä.