的机械优势是量化的机制来扩增disminuir-在一些情况下，力通过它施加的能力的无量纲因子。该概念适用于任何机制：从剪刀到跑车引擎。
机械设备的想法是将用户施加在其上的力转换成更大的代表利润的力，或者减小它以执行微妙的任务。
图1.液压升降机是机械优势大于1的机器。
应该记住的是，当致动一个机构时，不可避免地将一部分施加的力用于抵消摩擦。因此，机械优势可分为实际机械优势和理想机械优势。
定义和公式
机器的实际机械优势定义为机器在负载上施加的力的大小（输出力）与操作机器所需的力（输入力）之比：
实际机械优势VMR =出口力/入口力
就其本身而言，理想的机械优势取决于输入力行进的距离和输出力行进的距离：
理想的机械优势VMI =入口距离/出口距离
作为具有相同维数的数量之间的商，这两个优点都是无量纲的（无单位），而且是积极的。
在许多情况下，例如独轮车和水压机，机械效益大于1，而在其他情况下，例如在钓鱼竿和抓手中，机械效益小于1。
理想的机械优势VMI
IMV与在机器的入口和出口执行的机械工作有关。输入工作（我们称为W i）分为两个部分：
W i =克服摩擦的工作+锻炼
理想的机器不需要做任何克服摩擦的工作，因此输入端的功与输出端的功相同，记为W 或：
在入口处工作=在出口处工作→W i = W o。
因为在这种情况下，功是力乘以距离，所以我们有：W i = F i。是的我
其中F i和s i分别是初始力和距离。输出工作类似地表示：
W o = F o。s 或
在这种情况下，F o和s o分别是机械传递的力和距离。现在，两个作业都匹配了：
˚F 我。s i = F o。s 或
结果可以用力和距离的商形式重写：
（s i / s o）=（F o / F i）
根据开始时给出的定义，距离商正好是理想的机械优势：
VMI = s i / s o
机器的效率或性能
考虑两个工作之间的转换效率是合理的：输入和输出。将效率表示为e，它定义为：
e =输出功/输入功= W o / W i = F o。小号Ó / F 我。是的我
效率也称为机械性能。实际上，由于摩擦损失，输出功永远不会超过输入功，因此e所给出的商不再等于1，而是更小。
另一种定义涉及功率，即每单位时间完成的工作：
e =功率输出/功率输入= P o / P i
真正的机械优势VMR
简单的实际机械优势定义为输出力F o与输入力F i之间的商：
VMR = F o / F i
VMI，VMR与效率之间的关系
效率e可以根据VMI和VMR进行重写：
e = F o。小号Ó / F 我。s i =（F o / F i）。（s o / s i）= VMR / VMI
因此，效率是实际机械优势与理想机械优势之间的商，前者要小于后者。
知道效率的VMR的计算
实际上，VMR是通过确定效率并知道VMI来计算的：
VMR = e。VMI
如何计算机械优势？
机械优势的计算取决于机械的类型。在某些情况下，应该通过传递力来执行，但是在其他类型的机器（例如皮带轮）中，传递的是扭矩或扭矩τ。
在这种情况下，VMI是通过计算以下力矩来计算的：
输出扭矩=输入扭矩
转矩的大小为τ= Frsenθ。如果力和位置矢量垂直，则它们之间的夹角为90º，sinθ= sin90º= 1，可得到：
F 或。r o = F i。[R 我
在诸如液压机之类的机构中，该机构由两个通过横向管互连并充满流体的腔室组成，可以通过在每个腔室中自由移动活塞来传递压力。在这种情况下，VMI可通过以下方式计算：
出口压力=入口压力
图2.液压机示意图。资料来源：库埃拉，J.，2015年。《物理学》第二期。麦格劳·希尔。
例子
-范例1
杠杆包括一根细棒，细棒由支点支撑，支点可以通过各种方式放置。通过施加一定的力，称为“动力”，可以克服更大的力，即负载或阻力。
图3.一流的杠杆。资料来源：维基共享资源。CR
有几种定位支点，动力和负载的方法，可以实现机械上的优势。图3显示了类似于摇杆的一流杠杆，支点位于动力和负载之间。
例如，两个体重不同的人可以坐在跷跷板上保持平衡，或者如果他们离支点的距离合适，则可以上下移动。
为了计算一级杠杆的VMI，由于没有平移，没有考虑摩擦，但是有旋转，因此已知力矩均相等，这是因为已知两个力都垂直于杆。这里，F i是力量，F o是负载或电阻：
F 或。r o = F i。[R 我
F o / F i = r i / r o
根据定义VMI = F o / F i，则：
VMI = r i / r o
在没有摩擦的情况下：VMI = VMR。请注意，VMI可以大于或小于1。
-示例2
液压机的理想机械优势是通过压力计算出来的，根据帕斯卡定律，压力可以完全传递到封闭在容器中的所有流体点。
图2中的输入力F 1施加到左侧区域A 1的小活塞，而输出力F 2从右侧区域A 2的大活塞获得。所以：
入口压力=出口压力
压力定义为单位面积的力，因此：
（F 1 / A 1）=（F 2 / A 2）→A 2 / A 1 = F 2 / F 1
由于VMI = F 2 / F 1，我们通过面积之间的比率具有机械优势：
VMI = A 2 / A 1
由于A 2 > A 1，因此VMI大于1，并且压力机的作用是使施加在小活塞F 1上的力成倍增加。
参考文献
- Cuéllar，J.，2009年。《物理II》。1号 版。麦格劳·希尔。
- Kane，J.，2007年。《物理学》。2号 版。编辑评论。
- Tippens，P。2011。《物理：概念与应用》。第7版。麦格劳山
- 维基百科。杠杆。摘自：es.wikipedia.org。
- 维基百科。机械上的优势。摘自：es.wikipedia.org。