机械效率是指机械在稳定运转时,机械的输出功(有用功量)与输入功(动力功量)的百分比。用符号η表示,计算公式为:
\[
\eta = \frac{W_{\text{有}}}{W_{\text{总}}} \times 100\%
\]
其中:
\( W_{\text{有}} \) 是有用功,即机械实际完成的功。
\( W_{\text{总}} \) 是总功,包括有用功和额外功(如克服摩擦力、重力等所做的功)。
此外,机械效率还可以通过以下公式计算:
1. 对于滑轮组:
\[
\eta = \frac{G_{\text{物}}}{nF}
\]
其中 \( G_{\text{物}} \) 是物体的重力,\( n \) 是动滑轮的个数,\( F \) 是作用在绳子自由端的拉力。
2. 对于斜面:
\[
\eta = \frac{G_{\text{物}}h}{FL}
\]
其中 \( h \) 是斜面高,\( F \) 是沿斜面向上的拉力,\( L \) 是斜面的长度。
3. 对于平移重物:
\[
\eta = \frac{f}{nF}
\]
其中 \( f \) 是物体与水平面之间的摩擦力。
4. 对于杠杆传动:
\[
\eta = \frac{G_{\text{物}}}{G_{\text{物}} + G_{\text{动}}}
\]
其中 \( G_{\text{动}} \) 是动滑轮的重力。
这些公式可以帮助我们理解和计算不同机械装置的效率。在实际应用中,机械效率的计算通常需要考虑实际工作中的各种能量损失因素,因此实际机械效率通常会低于理论机械效率。