برای حل این سوالات، به ترتیب به محاسبات زیر میپردازیم:
۱. **چرخ دنده:**
- نسبت دندهای \( \frac{دندههای خروجی}{دندههای ورودی} \) محاسبه میشود:
\[
نسبت = \frac{4}{8} = \frac{1}{2}
\]
این یعنی وقتی چرخ دنده ورودی یک دور میچرخد، چرخ دنده خروجی به اندازه نصف دور میچرخد. مزیت مکانیکی ساده این سیستم \( 0.5 \) است که به کاهش سرعت و افزایش قدرت کمک میکند.
۲. **شیبدار:**
- مزیت مکانیکی سطح شیبدار از طریق:
\[
\frac{طول \ سطح}{ارتفاع \ سطح} = \frac{12}{3} = 4
\]
نیروی لازم برای بالا بردن جسم:
\[
\frac{وزن \ جسم}{مزیت \ مکانیکی} = \frac{1500}{4} = 375 \ \text{N}
\]
۳. **قرقره:**
- مزیت مکانیکی قرقره با توجه به شکل کاربرد آن مشخص میشود. در صورت قرقره مرکب، فرض کنید مزیت مکانیکی ۲ است (اگر سیستم قرقره ساده بود، مزیت مکانیکی ۱ میشد).
با وزنه ۵۰ نیوتن و مزیت مکانیکی ۲:
\[
نیرو مورد نیاز = \frac{وزن}{مزیت \ مکانیکی} = \frac{50}{2} = 25 \ \text{N}
\]
تشخیص اینکه در هر سطح مکانیکی نیرو چگونه کاهش مییابد یا افزایش مییابد، به ما در صرفهجویی نیرو و کار مکانیکی کمک میکند.
