実機の機械効率について

機械の機械効率は、入力作業に対する出力の比率です。

理想的な機械の場合、比率は 1 であり、入力作業と出力作業が等しいことを意味します。

たとえば、木材を圧縮する理想的なトグルバイスでは、反力による出力仕事と、加えられた力による入力仕事と等しくなります。

それに対して、実際の機械は摩擦力を受けます。

摩擦力は、垂直反力から求めることができます。

寄与する力による仮想仕事の合計は、仮想仕事の原理で適用すると、入力仕事と摩擦力による仕事との差として出力仕事を与えます。

出力作業を入力作業で分割することで、機械効率が得られます。摩擦がない場合の効率は1つです。ただし、摩擦係数が 0 でない場合、効率は、トグル角度が摩擦角度と等しい場合は 0 になり、トグル角度が摩擦角度より小さい場合は負になります。

これは、ビスは摩擦角度よりも大きいトグル角度にのみ使用する必要があることを意味します。