Mechanische Calculator

Categorie: Natuurkunde
- 07 september 2025
| |

Bereken het mechanisch voordeel, de efficiëntie en de prestaties van verschillende mechanische systemen, waaronder hefbomen, katrollen, tandwielen en hellende vlakken. Bepaal de krachtvereisten, verplaatsingsverhoudingen en mechanische efficiëntie.

Selecteer Mechanismetype

Hefboomparameters

Afstand van het draaipunt naar waar de kracht wordt uitgeoefend
Afstand van het draaipunt naar waar de lading is geplaatst
Gewicht of kracht van de lading
%
Mechanische efficiëntie rekening houdend met wrijving
De configuratie van het hefboomsysteem

Begrijpen van Mechanisch Voordeel

Mechanisch voordeel (MA) is een maat voor de krachtversterking die wordt bereikt door het gebruik van een mechanisch apparaat. Het is de verhouding van de uitgangskracht tot de ingangs kracht. Het mechanisch voordeel kan worden gebruikt om te berekenen hoe veel gemakkelijker een mechanisme een taak maakt.

Eenvoudige Machines

Eenvoudige machines zijn apparaten die de richting of de grootte van een kracht kunnen veranderen. De zes klassieke eenvoudige machines zijn:

  • Hefboom: Een stijve balk die draait om een draaipunt
  • Wiel en As: Een wiel dat aan een as is bevestigd
  • Katrol: Een wiel met een groef voor een touw of kabel
  • Hellend Vlak: Een vlak oppervlak dat onder een hoek ten opzichte van de horizontale is geplaatst
  • Wedge: Twee hellende vlakken die rug aan rug zijn geplaatst
  • Schroef: Een hellend vlak gewikkeld rond een cilinder
Belangrijke Concepten
  • Ideaal Mechanisch Voordeel (IMA): Het mechanisch voordeel van een machine, ervan uitgaande dat er geen wrijving of energieverliezen zijn
  • Werkelijk Mechanisch Voordeel (AMA): Het werkelijke mechanisch voordeel dat wordt bereikt, rekening houdend met efficiëntieverliezen
  • Efficiëntie: De verhouding van nuttig werkoutput tot werkinput, uitgedrukt als een percentage
  • Mechanische Efficiëntie: De verhouding van het werkelijke mechanisch voordeel tot het ideale mechanisch voordeel
  • Snelheidsverhouding: De verhouding van de afstand die door de inspanning wordt verplaatst tot de afstand die door de lading wordt verplaatst
Conservatie van Energie

Hoewel mechanisch voordeel de vereiste kracht kan verminderen, volgt het het principe van energiebewaring. Dit betekent dat:

  • Als een mechanisme de benodigde kracht vermindert, verhoogt het de afstand waarover de kracht moet worden uitgeoefend
  • Het werk dat wordt verricht (kracht × afstand) blijft constant (exclusief verliezen door wrijving)
  • Energie wordt door een mechanisme niet gecreëerd of vernietigd, alleen getransformeerd

Deze calculator is alleen voor educatieve doeleinden. Resultaten zijn gebaseerd op geïdealiseerde modellen en houden mogelijk niet rekening met alle factoren in de echte wereld. Voor kritische toepassingen, raadpleeg een gekwalificeerde ingenieur of specialist.