Калькулятор выигрыша в силе простых механизмов

Выберите простой механизм, введите два его размера и вес груза — калькулятор покажет, во сколько раз механизм увеличивает приложенную силу. Укажите КПД меньше 100 %, чтобы учесть трение, и получите усилие, которое на самом деле придётся приложить.

Единица груза
%
Идеальный выигрыш в силе5
Реальный выигрыш в силе
5
Нужное усилие
100 N
Экономия силы
80 %

Работает в браузере: всё, что вы вводите, никуда не отправляется.

Как пользоваться

  1. Выберите механизм.
  2. Введите два его размера в одной единице (или число ветвей, или число зубьев).
  3. Введите груз и КПД — 100 % для идеального механизма.
  4. Получите идеальный и реальный выигрыш в силе и нужное усилие.

Формулы

  • Рычаг: k = плечо силы ÷ плечо груза.
  • Система блоков: k = число ветвей, держащих груз.
  • Ворот: k = радиус колеса ÷ радиус оси.
  • Наклонная плоскость: k = длина ÷ высота. Клин: k = длина грани ÷ толщина.
  • Винт: k = 2π × радиус рукоятки ÷ шаг резьбы.
  • Шестерни: k = зубья ведомой ÷ зубья ведущей (выигрыш в моменте).
  • Реальный: k × КПД; усилие = груз ÷ реальный выигрыш.

Пример расчёта

Лом: от опоры до руки 1,5 м, до камня 0,3 м. Выигрыш 1,5 ÷ 0,3 = 5. Чтобы поднять 500 Н, нужно 500 ÷ 5 = 100 N, экономия силы 80 %.

Полиспаст с 4 ветвями при КПД 80 %: реальный выигрыш 4 × 0,8 = 3,2, груз 100 кгс требует усилия 100 ÷ 3,2 = 31,25 kgf.

Винтовой домкрат с рукояткой 200 мм и шагом 2 мм: 2π × 200 ÷ 2 = 628,3185, значит 10 000 Н в теории поднимаются усилием 15,9155 N. Реальные винтовые домкраты теряют на трении в резьбе много, часто больше половины, поэтому ставьте реалистичный КПД.

Советы

  • Выигрыш в силе — проигрыш в пути. Работа на входе равна работе на выходе: при выигрыше 5 рука проходит в 5 раз больший путь.
  • Выигрыш меньше 1 — не ошибка. Рычаг третьего рода, например пинцет, проигрывает в силе ради скорости и размаха.
  • Шестерни и скорость. Пара с выигрышем 3 вращает выходной вал втрое медленнее входного.

Частые вопросы

Что такое выигрыш в силе?

Это отношение силы сопротивления (груза) к приложенной силе, k = груз ÷ усилие. Рычаг с выигрышем 5 позволяет удерживать груз 500 Н усилием 100 Н. Плата — путь, рука проходит в 5 раз большее расстояние, чем груз («золотое правило механики»).

Чем идеальный выигрыш отличается от реального?

Идеальный выигрыш определяется только геометрией и не учитывает трение. Реальный меньше, реальный = идеальный × КПД. Полиспаст с 4 ветвями верёвки даёт идеальный выигрыш 4, а при КПД 80 % — 3,2.

В каких единицах вводить длины?

В любых, но одинаковых для обоих размеров — выигрыш — это отношение. 1,5 м и 0,3 м дают те же 5, что и 150 см и 30 см. Только для винта поля подписаны в миллиметрах — шаг резьбы обычно указывают в мм.

Как считать ветви верёвки у полиспаста?

Считайте участки верёвки, на которых висит подвижный блок с грузом. Один неподвижный блок даёт одну ветвь и лишь меняет направление силы, подвижный блок — две, полиспаст с двумя блоками в каждой обойме — четыре.

Ещё в разделе «Математика»

Все инструменты раздела: Математика ·Обновлено 7 ноября 2026 г.

Настройки конфиденциальности

Google Analytics показывает нам, какими инструментами пользуются и работают ли они. Он может ставить cookie. Ваш выбор сохраняется в этом браузере.