机械效率

机械效率（英語：Mechanical efficiency）是机械输出功（有用功）和输入功（总功）的比值，常用希腊字母η表示。用公式表示为${\displaystyle \eta ={\frac {W_{h}}{W_{a}}}\times 100\%}$^[a]。由于大多数机械是在接收输入功的同时就输出功，而且输入输出的快慢也互相适应，所以机械效率又可定义为输出功率${\displaystyle N_{0}}$与输入功率${\displaystyle N_{I}}$的比值，即${\displaystyle \eta ={\frac {N_{0}}{N_{I}}}\times 100\%}$。

滑轮

滑轮

滑轮组

滑輪（pulley）是可以繞著中心軸旋轉的圓輪。在圓輪的圓周面具有凹槽，將繩索纏繞於凹槽，用力牽拉繩索兩端的任一端，則繩索與圓輪之間的摩擦力會促使圓輪繞著中心軸旋轉。^[1]根据特点滑轮可分为动滑轮、定滑轮以及滑轮组。

滑轮的机械效率为有用功与总功之比，即：

${\displaystyle {\begin{aligned}\eta &={\frac {W_{h}}{W_{a}}}\\&={\frac {G\cdot h}{F\cdot s}}\\&={\frac {G\cdot h}{F\cdot nh}}\\&={\frac {G}{nF}}\\\end{aligned}}}$

其中${\displaystyle W_{h}}$为有用功，${\displaystyle W_{a}}$为总功，${\displaystyle G}$为物重，${\displaystyle F}$为对绳索施加的拉力，${\displaystyle h}$为物体上升的高度，${\displaystyle s}$为拉动绳索的距离，${\displaystyle n}$为两滑轮之间绳索的股数。

不计绳重和摩擦，计动滑轮重时，可推算机械效率为${\displaystyle \eta ={\frac {G}{G+G'}}}$，其中${\displaystyle G}$为物重，${\displaystyle G'}$为动滑轮重。

影响因素

根据公式${\displaystyle \eta ={\frac {G}{nF}}}$或${\displaystyle \eta ={\frac {G}{G+G'}}}$可知：当物体重力一定时，动滑轮越重，机械效率越低；当动滑轮重一定时，物体重力越大，机械效率越高。

其它

• 滑轮与轴以及与绳之间的摩擦

斜面

斜面

斜面（inclined plane）是一種傾斜的平板，能夠將物體比較不費力地從低處提升至高處，但提升這物體的路徑長度也會增加。^[2]斜面是古希臘人提出的六種簡單機械之中的一種。^[3]假若斜面的斜度越小，則斜面與水平面之間的夾角越小，需施加於物體的作用力會越小，但移動距離也越長；反之亦然。假設移動負載不會造成能量的儲存或耗散，則斜面的機械利益是其長度與提升高度的比率。用公式表达为${\displaystyle \eta ={\frac {W_{h}}{W_{a}}}={\frac {G\cdot h}{F\cdot l}}}$。

常见效率

喷气系统	起重机	内燃机（汽油发动机)	柴油发动机	涡轮水泵	滑轮组	电动机	火箭
16%-24%	40%-50%	22%-27%	28%-30%	60%-80%	50%-70%	80%-95%	49%-52%

美国电气制造商协会（NEMA）要求，1到4匹的小型電動機效率最小達到78.8%，125匹或以上的大型電動機最小達到92.4%。^{[來源請求]}