যান্ত্রিক সুবিধা: সূত্র, সমীকরণ, গণনা এবং উদাহরণ - শারীরিক - 2025

যান্ত্রিক সুবিধা dimensionless ফ্যাক্টর যে কিছু কিছু ক্ষেত্রে বল এটা মাধ্যমে জন্মায় হয় প্রশস্ত disminuir- করার জন্য একটি প্রক্রিয়া ক্ষমতা quantifies হয়। ধারণাটি যে কোনও প্রক্রিয়াতে প্রযোজ্য: একজোড়া কাঁচি থেকে শুরু করে একটি স্পোর্টস গাড়ি ইঞ্জিনে।

ধারণাটি হ'ল মেশিনারি হ'ল ব্যবহারকারী তার উপর প্রয়োগ করা শক্তিকে রূপান্তর করার জন্য যা মুনাফার প্রতিনিধিত্ব করে, বা একটি সূক্ষ্ম কাজ সম্পাদন করার জন্য এটি হ্রাস করে।

চিত্র 1. হাইড্রোলিক লিফট একটি মেশিন যা 1 এর চেয়ে বেশি যান্ত্রিক সুবিধা রয়েছে Source উত্স: পিক্সবে।

এটি মনে রাখা উচিত যে যখন কোনও প্রক্রিয়া কার্যকর হয়, তখন প্রয়োগকৃত শক্তির একটি অংশ অনিবার্যভাবে ঘর্ষণ মোকাবিলায় বিনিয়োগ করা হয়। সুতরাং যান্ত্রিক সুবিধা প্রকৃত যান্ত্রিক সুবিধা এবং আদর্শ যান্ত্রিক সুবিধার মধ্যে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়।

সংজ্ঞা এবং সূত্র

একটি মেশিনের প্রকৃত যান্ত্রিক সুবিধাটিকে লোড (আউটপুট ফোর্স) এবং মেশিনটি চালনার জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি (ইনপুট ফোর্স) এর মাধ্যমে মেশিনের দ্বারা প্রয়োগ করা শক্তির পরিমাণের মধ্যে অনুপাত হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়:

প্রকৃত যান্ত্রিক সুবিধা VMR = প্রস্থান বাহিনী / এন্ট্রি ফোর্স Ent

এর অংশ হিসাবে, আদর্শ যান্ত্রিক সুবিধা ইনপুট বাহিনীর দ্বারা ভ্রমণ করা দূরত্ব এবং আউটপুট শক্তি দ্বারা ভ্রমণ করা দূরত্বের উপর নির্ভর করে:

আদর্শ যান্ত্রিক সুবিধা ভিএমআই = খাঁড়ি দূরত্ব / আউটলেট দূরত্ব

একই মাত্রা সহ পরিমাণের মধ্যে ভাগফল হওয়ায় উভয় সুবিধা হ'ল মাত্রাবিহীন (একক ছাড়াই) এবং ইতিবাচকও।

হুইলবারো এবং হাইড্রোলিক প্রেসের মতো অনেক ক্ষেত্রে যান্ত্রিক সুবিধা 1 এর চেয়ে বেশি এবং অন্যদের মধ্যে যান্ত্রিক সুবিধা 1 এর চেয়ে কম হয়, উদাহরণস্বরূপ ফিশিং রড এবং গ্রিপার্সে।

আদর্শ যান্ত্রিক সুবিধা ভিএমআই

আইএমভি কোনও মেশিনের প্রবেশদ্বার এবং প্রস্থানকালে যান্ত্রিক কাজের সাথে সম্পর্কিত। ইনপুট কাজ, যা আমরা ডাব্লু _{আই বলব}, দুটি ভাগে বিভক্ত:

ডব্লু _i = ঘর্ষণ কাটিয়ে ওঠার জন্য কাজ + কাজ করুন

ঘর্ষণকে কাটিয়ে উঠতে একটি আদর্শ মেশিনের কাজ করার দরকার নেই, সুতরাং ইনপুটটিতে কাজ আউটপুট হিসাবে একই হবে, ডাব্লু হিসাবে চিহ্নিত _বা:

প্রবেশের কাজ = প্রস্থান করার কাজ → W _i = W _o ।

যেহেতু এই ক্ষেত্রে কাজটি জোর বারের দূরত্ব, তাই আমাদের রয়েছে: W _i = F _i । হ্যাঁ _আমি

যেখানে F _i এবং s _আমি যথাক্রমে প্রাথমিক শক্তি এবং দূরত্ব। আউটপুট কাজ আনুষাঙ্গিকভাবে প্রকাশ করা হয়:

ডব্লু _ও = এফ _ও । s _বা

এই ক্ষেত্রে এফ _ণ এবং S _ণ বল ও দুরত্ব যে যন্ত্রপাতি বিতরণ যথাক্রমে হয়। এখন উভয় চাকরি মিলেছে:

চ _i । s _i = F _o । s _বা

এবং ফলাফলটি বাহিনী এবং দূরত্বের ভাগফলের আকারে আবারও লেখা যেতে পারে:

(এস _আই / এস _ও) = (এফ _ও / এফ _আই)

শুরুতে প্রদত্ত সংজ্ঞা অনুযায়ী যথাযথভাবে দূরত্বের ভাগফলটি আদর্শ যান্ত্রিক সুবিধা:

ভিএমআই = এস _আই / এস _ও

কোনও মেশিনের দক্ষতা বা কর্মক্ষমতা

উভয় কাজের মধ্যে রূপান্তর দক্ষতা: ইনপুট এবং আউটপুট সম্পর্কে ভাবা যুক্তিসঙ্গত। ই হিসাবে দক্ষতা বোঝানো, এটি হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়:

e = আউটপুট ওয়ার্ক / ইনপুট ওয়ার্ক = W _o / W _i = F _o । এস _ও / এফ _i । হ্যাঁ _আমি

দক্ষতা যান্ত্রিক কর্মক্ষমতা হিসাবেও পরিচিত। অনুশীলনে, আউটপুট কাজ কখনই ঘর্ষণ ক্ষতির কারণে ইনপুট কাজকে অতিক্রম করে না, সুতরাং ই দ্বারা প্রদত্ত ভাগফলটি আর 1 এর সমান নয়, তবে কম।

একটি বিকল্প সংজ্ঞা শক্তি জড়িত, যা সময় প্রতি ইউনিট কাজ:

e = পাওয়ার আউটপুট / পাওয়ার ইনপুট = পি _ও / পি _i

রিয়েল যান্ত্রিক সুবিধা ভিএমআর

আসল যান্ত্রিক সুবিধা কেবল আউটপুট ফোর্স F _o এবং ইনপুট ফোর্স F _{i এর} মধ্যে ভাগফল হিসাবে সংজ্ঞায়িত হয়:

ভিএমআর = এফ _ও / এফ _i

ভিএমআই, ভিএমআর এবং দক্ষতার মধ্যে সম্পর্ক

দক্ষতা ই এবং ভিএমআই এবং ভিএমআর এর শর্তাবলী আবার লিখতে পারেন:

e = F _o । এস _ও / এফ _i । s _i = (F _o / F _i)। (s _o / s _i) = ভিএমআর / ভিএমআই

অতএব, দক্ষতা হ'ল প্রকৃত যান্ত্রিক সুবিধা এবং আদর্শ যান্ত্রিক সুবিধার মধ্যে ভাগফল, পূর্ববর্তীটি আগেরটির চেয়ে কম।

দক্ষতা জেনে ভিএমআর গণনা

অনুশীলনে, দক্ষতা নির্ধারণ করে এবং ভিএমআই:

ভিএমআর = ই জেনে ভিএমআর গণনা করা হয় । ভিএমআই

যান্ত্রিক সুবিধা কীভাবে গণনা করা হয়?

যান্ত্রিক সুবিধার গণনা নির্ভর করে যন্ত্রের ধরণের উপর। কিছু ক্ষেত্রে এটি বাহিনী সংক্রমণ মাধ্যমে চালিত করা উচিত, তবে অন্যান্য ধরণের মেশিনে যেমন পাল্লির মতো উদাহরণস্বরূপ, এটি টর্ক বা টর্ক τ যা সংক্রামিত হয়।

এই ক্ষেত্রে, ভিএমআই মুহুর্তগুলি সমান করে গণনা করা হয়:

আউটপুট টর্ক = ইনপুট টর্ক

টর্কটির দৈর্ঘ্য τ = ফার্সন θ θ যদি বল এবং অবস্থান ভেক্টরটি লম্ব হয় তবে তাদের মধ্যে 90º এবং পাপ θ = পাপ 90º = 1 এর কোণ রয়েছে, প্রাপ্ত:

চ _বা । r _o = F _i । r _i

হাইড্রোলিক প্রেসের মতো ব্যবস্থায়, যা দুটি ট্রাম্পস নল দ্বারা পরস্পর সংযুক্ত এবং একটি তরল দিয়ে ভরা থাকে, প্রতিটি চেম্বারে অবাধে সরানো পিস্টনগুলির মাধ্যমে চাপ সঞ্চারিত হতে পারে। সেক্ষেত্রে ভিএমআই দ্বারা গণনা করা হয়:

আউটলেট চাপ = খাঁড়ি চাপ

চিত্র 2. জলবাহী প্রেসের ডায়াগ্রাম। উত্স: কুয়েলার, জে। 2015. পদার্থবিজ্ঞান II। ম্যাকগ্রা হিল

উদাহরণ

- উদাহরণ 1

লিভারটিতে একটি পাতলা দণ্ড থাকে যা একটি ফুলক্রাম নামে একটি সমর্থন দ্বারা সমর্থিত হয়, যা বিভিন্ন উপায়ে অবস্থিত হতে পারে। "পাওয়ার ফোর্স" নামে একটি নির্দিষ্ট বাহিনী প্রয়োগ করে, অনেক বেশি শক্তি প্রয়োগ করা হয় যা লোড বা প্রতিরোধের হয়।

চিত্র 3. প্রথম শ্রেণির লিভার। সূত্র: উইকিমিডিয়া কমন্স। সিআর

যান্ত্রিক সুবিধা অর্জনের জন্য ফুলক্রাম, শক্তি বল এবং লোড সনাক্ত করার বিভিন্ন উপায় রয়েছে। চিত্র 3টি প্রথম শ্রেণীর লিভার দেখায়, একটি রকারের মতো, পূর্ণ শক্তি এবং লোডের মধ্যে অবস্থিত ফুলক্রাম।

উদাহরণস্বরূপ, বিভিন্ন ওজনের দু'জন লোক দেখিতে ভারসাম্য বজায় রাখতে পারে বা ফুলক্রাম থেকে যথাযথ দূরত্বে বসে থাকলে নীচে যেতে পারে।

প্রথম ডিগ্রি লিভারের ভিএমআই গণনা করার জন্য, যেহেতু কোনও অনুবাদ নেই এবং কোনও ঘর্ষণ বিবেচনা করা হয় না, তবে ঘূর্ণন, মুহূর্তগুলি সমান হয়, এই জেনে যে উভয় বাহিনীই বারের সাথে লম্ব হয়। এখানে এফ _i হ'ল শক্তি বাহিনী এবং এফ _ও লোড বা প্রতিরোধের:

চ _বা । r _o = F _i । r _i

এফ _ও / এফ _আই = আর _আই / আর _ও

সংজ্ঞা অনুসারে VMI = F _o / F _i, তারপরে:

ভিএমআই = আর _আই / আর _ও

ঘর্ষণ অভাবে: ভিএমআই = ভিএমআর। দ্রষ্টব্য যে ভিএমআই 1 এর চেয়ে বেশি বা কম হতে পারে।

- উদাহরণ 2

জলবাহী প্রেসের আদর্শ যান্ত্রিক সুবিধাটি চাপের মাধ্যমে গণনা করা হয়, যা পাস্কালের নীতি অনুসারে, ধারক মধ্যে আবদ্ধ তরল সমস্ত পয়েন্টে সম্পূর্ণরূপে সংক্রমণিত হয়।

চিত্র 2- এ ইনপুট ফোর্স এফ ₁ বাম দিকে এ ₁ এর ছোট্ট পিস্টনে প্রয়োগ করা হয় এবং ডানদিকে এ ₂ এর বৃহত পিস্টন থেকে আউটপুট ফোর্স এফ ₂ পাওয়া যায় । সুতরাং:

খাঁড়ি চাপ = আউটলেট চাপ

চাপ ইউনিট প্রতি অঞ্চল হিসাবে বল হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়, সুতরাং:

(এফ ₁ / এ ₁) = (এফ ₂ / এ ₂) → এ ₂ / এ ₁ = এফ ₂ / এফ ₁

ভিএমআই = এফ ₂ / এফ ₁, যেহেতু অঞ্চলগুলির মধ্যে অনুপাতের মাধ্যমে আমাদের যান্ত্রিক সুবিধা রয়েছে:

ভিএমআই = এ ₂ / এ ₁

যেহেতু এ ₂ > এ ₁, ভিএমআই 1 এর চেয়ে বেশি এবং প্রেসের প্রভাবটি ছোট পিস্টন এফ _{1 এ} প্রয়োগ করা গুণকে বহুগুণ করে ।

তথ্যসূত্র

1. কুল্লার, জে। 2009. পদার্থবিজ্ঞান II। 1 ম। সংস্করণ। ম্যাকগ্রা হিল
2. কেন, জে 2007. পদার্থবিদ্যা। 2nd। সংস্করণ। সম্পাদকীয় রিভার্ট é
3. টিপ্পেনস, পি। 2011. পদার্থবিদ্যা: ধারণা এবং অ্যাপ্লিকেশন। 7 ম সংস্করণ। ম্যাকগ্রাউ পাহাড়
4. উইকিপিডিয়া। লিভার উদ্ধার করা হয়েছে: es.wikedia.org থেকে ipedia
5. উইকিপিডিয়া। যান্ত্রিক সুবিধা. উদ্ধার করা হয়েছে: es.wikedia.org থেকে ipedia