機械的倍率（MA）とは？
機械的倍率（Mechanical Advantage、略してMA）とは、てこ・滑車・歯車・斜面・輪軸といった「単純機械」が、加えた力を何倍に増幅するかを表す指標です。出力（動かす荷重）を入力（加える力）で割った比で求められます。MAが1より大きければ機械が力を増幅していることを意味し、1より小さければ力を犠牲にして速さや移動距離を稼いでいることを示します。
計算ツールの使い方
出力（機械が動かす荷重、単位：ニュートン）と、入力（あなたが加える力）を入力してください。本ツールは出力を入力で割り、単位を持たない比として機械的倍率を算出します。2つの力には同じ単位を使ってください。単位は割り算で相殺されます。
計算式の解説
基本となる式は次のとおりです。
$$\text{MA} = \frac{F_{\text{out}}}{F_{\text{in}}}$$摩擦のない理想的な機械では仕事の保存が成り立つため、これは移動距離の比とも等しくなります。\(\text{MA} = \dfrac{d_{\text{in}}}{d_{\text{out}}}\)。つまり、小さな力を長い距離にわたって加えれば、大きな荷重を短い距離だけ動かせるというわけです。
計算例
たとえば、てこを使って200Nの荷重を持ち上げるのに、わずか50Nの力で押し下げられたとします。このとき$$\text{MA} = 200 \div 50 = 4$$ となります。てこは力を4倍に増幅してくれますが、その代わりに自分の側を荷重が上がる距離の4倍だけ動かす必要があります。
よくある質問
機械的倍率は必ず1より大きいのですか？ いいえ。ピンセットや釣り竿のような道具はMAが1未満です。これらは力を犠牲にして、速さや動きの範囲を得ています。
理想MAと実際のMAの違いは？ 理想MAは摩擦がないと仮定し、移動距離から求めます。実際のMAは現実に測定した力を用いるもので、摩擦によって力の一部が失われるため、常に理想MAより小さくなります。
MAに単位はありますか？ ありません。2つの力（または距離）は同じ単位を持ち、それが相殺されるため、MAは単位のない純粋な比となります。
