Кіріспе

Құралды пайдалану арқылы қол жеткізілген күштің арттырылу шамасы. Механикалық артықшылық – құрал, механикалық құрылғы немесе машина жүйесін қолдану арқылы күштің арттырылу шамасын көрсетеді. Бұл құрылғы кіріс күштерін қозғалысқа айналдырып, нәтижеде шығыс күшінде қажетті арттыруға қол жеткізеді. Бұл принципке негізделген модель – бұрышқұбыр заңы. Осылайша күштер мен қозғалысты басқаруға арналған машинаның бөліктері механизмдер деп аталады. Идеалды механизм қуатты жоғалтпай немесе арттырмай жеткізеді. Яғни, идеалды машинада қуат көзі болмайды, үйкеліс жоқ және деформацияланбайтын немесе тозбайтын қатаң денелерден құралған. Нақты жүйенің осы идеалға қатысты тиімділігі, идеалдан ауытқуларды ескеретін тиімділік коэффициенттері арқылы бағаланады.

Жеңге

Рычаг – жылжымалы таяқша, ол бекітілген нүктеге немесе оның үстіне орналастырылған тірекке тіреледі. Рычаг тірек нүктесінен әртүрлі қашықтықта күштер қолдану арқылы жұмыс істейді. Тіректің орналасуы рычагтың класын анықтайды. Егер рычаг үздіксіз айналатын болса, ол ротациялық екінші класты рычаг ретінде жұмыс істейді. Рычагтың соңғы нүктесінің қозғалысы механикалық энергия алмасатын белгілі бір траекторияны сипаттайды (мысалы, қолмен айналдырылатын дөңгелекті қараңыз). Қазіргі уақытта осы типтегі ротациялық рычаг кеңінен қолданылады; ротациялық екінші класты рычагты қараңыз; сондай-ақ, механикалық қуат беру схемаларында қолданылатын тісті дөңгелектерді, шкивтерді немесе үйкеліс жетегін қараңыз. Механикалық артықшылықты көбінесе бірнеше тісті дөңгелектерді (тісті дөңгелектер жиынтығын) пайдалану арқылы «жасырылған» түрде қолдануға болады. Мұндай жиынтықта кішкентай радиусы бар және өзіндік механикалық артықшылығы аз тісті дөңгелектер қолданылады. Жасырылмаған механикалық артықшылықты пайдалану үшін «шынайы ұзындығы» бар ротациялық рычагты пайдалану қажет. Сондай-ақ, кейбір электр моторларының конструкциясында механикалық артықшылықты енгізу қарастырылады; мысалы, «сыртқы роторлы» мотор. Рычаг тірек нүктесінде айналғанда, тірек нүктесінен алыс жатқан нүктелер тірек нүктесіне жақын нүктелерге қарағанда жылдам қозғалады. Рычагқа кіретін және одан шығатын қуат бірдей болуы керек, сондықтан есептеулер жасағанда олар да бірдей болуы тиіс. Қуат – күш пен жылдамдықтың көбейтіндісі, сондықтан тірек нүктесінен алыс орналасқан нүктелерге қолданылатын күштер тірек нүктесіне жақын нүктелерге қолданылатын күштерге қарағанда аз болуы керек. Егер кіріс күші қолданылатын нүктеге (А нүктесі) дейінгі арақашықтық шығыс күші қолданылатын нүктеге (В нүктесі) дейінгі арақашықтықтан үлкен болса, рычаг кіріс күшін күшейтеді. Егер кіріс күшіне дейінгі арақашықтық шығыс күшіне дейінгі арақашықтықтан аз болса, рычаг кіріс күшін азайтады. Архимедке, рычаг заңының маңызды салдары мен практикалық қолданысын бірінші болып түсінгенге, «Маған тұруға орын беріңіздер, мен бүкіл әлемді қозғалтамын» деген атақты сөз қабылданған. Рычагтың статикалық талдауында жылдамдықты пайдалану – виртуалды жұмыс принципін қолдану болып табылады.