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Máquinas simples

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Clases Aula24LMS

on 23 May 2014

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Transcript of Máquinas simples

Introducción
El hombre desde sus inicios ha tratado de dominar las fuerzas de la naturaleza.
Para ello, ha debido aprender a construir y utilizar artefactos ajenos a él.
Objetivo
Conocer las diferentes formas en que una máquina simple se puede mostrar ante el humano, así como algunas aplicaciones de las mismas.
Definición
Clasificación de máquinas simples
Conclusión
Las máquinas simples son de gran importancia ya que permiten realizar una actividad con menor esfuerzo además una de las ventajas que ofrecen es el ahorro de energía.
Máquinas simples
Una máquina simple es un dispositivo en el que tanto la energía que se suministra como la que se produce se encuentran en forma de trabajo mecánico y todas sus partes son sólidos rígidos.
Palancas
Poleas
Ruedas y ejes
Plano inclinado
Tornillos
Cuña
Barra rígida apoyada en un punto sobre la cual se realiza una fuerza pequeña para obtener una gran fuerza en el otro extremo.
Palanca
La fuerza pequeña se denota como
(F)
.
La gran fuerza, resistencia
(R)
.
Al eje donde gira la palanca se llama punto de apoyo o fulcro
(A)
.
F
A
R
Actividad
¿Cuál (es) de las siguientes figuras corresponde (n) a una palanca?
Figura A
Figura B
Figura C
Tipos de palancas
De acuerdo con la posición de la potencia y de la resistencia con respecto al punto de apoyo, se consideran 3 clases de palancas, que son:
Las palancas de primera clase tienen el punto de apoyo entre la resistencia y la potencia.

Primera clase
Segunda clase
Tienen el punto de apoyo en un extremo de la palanca, la fuerza aplicada en otro extremo y la resistencia en algún punto intermedio.
Tercera clase
El punto de apoyo sigue en uno de los extremos, pero invertimos las posiciones relativas de la resistencia y la fuerza aplicada.
Ecuación de la palanca
La expresión anterior indica el equilibrio de momentos, éste se obtiene cuando:

Fuerza (F) X Brazo de palanca (a) = Resistencia (R) X Brazo de resistencia (b)

F * a = R * b
a b
Un minero necesita levantar una roca que pesa 400 Kgf. con una palanca cuyo brazo mide 3 m, y el de resistencia 70 cm.

¿Qué fuerza se necesita aplicar para mover la roca?
Actividad
Datos:
R = 400 Kgf
b =70 cm
a = 3 m

Fórmula:
F*a = R*b

70 cm x 1 m = 0.7 m
100 cm

F = R . b = 400 Kgf x 0.7 m
a 3m
93.3 Kgf
La fuerza (F) que se aplica a unas cizallas es de 20 N, siendo su brazo de palanca de 60 cm.


¿Cuál será la resistencia de una lámina si se encuentra a 20 cm del punto de apoyo?
Actividad
Datos:
F = 20N
a = 60 cm
b = 20 cm
R =?

Fórmula:
F . a = R . b


60 cm x 1 m = 0.6 m
100 cm

R = F . a = 20 N x 60 cm
b 20 cm
R = 60 N
Son discos con una parte acanalada por la que se hace pasar un cable; giran alrededor de un eje central fijo y están sostenidas por un soporte llamado armadura.
Polea
Tipos de poleas
El eje se encuentra fijo, por lo tanto, la polea no se desplaza, en uno de los extremos estará sujeta la carga y en el otro se aplicará la fuerza para moverla, ésta será de la misma magnitud.
Poleas fijas
Poleas móviles
En las poleas móviles el punto de apoyo está en la cuerda y no en el eje, por lo tanto puede presentar movimientos de traslación y rotación.
Ecuaciones
Poleas fijas:
F = c
Poleas móviles:
F = c/2, F es fuerza y c la carga.

Para varias poleas:
F = c/n, con n el número de poleas.

¿Qué fuerza se aplicará para equilibrar una resistencia de 90 kgf, mediante una polea móvil?
Actividad
Datos:
c = 90 kgf


Fórmula:
F = c/2


F = 90 kgf

2
F = 45 Kgf
1) Si se requiere levantar una carga de 80 kgf con una polea fija, ¿Qué fuerza deberá aplicarse?

2) Si se requiere levantar una carga de 90 kgf con con un polipasto de 3 poleas. ¿Qué fuerza deberá aplicarse?
Actividad
La superficie plana que tiene un extremo elevado a cierta altura, forma lo que se conoce como plano inclinado o rampa, que permite subir o bajar objetos con mayor facilidad y menor esfuerzo.
Plano inclinado
Elementos del plano inclinado:
Longitud del plano (l).
Altura (h).
Peso del cuerpo o carga (w).
Fuerza necesaria para subir la carga (F).
¿Qué fuerza necesita aplicar un individuo para subir una caja un camión que pesa 150 N por un plano inclinado de 3 m de longitud, colocado a una altura de 1.50 m?
Actividad
Datos:
F = ?
l = 3 m
w = 150 N
h = 1.50 m

Fórmula:
w . h = F . l
F = w . h
I
F = (150 N) (1.5 m) = 225
3 m 3
F = 75 N
w . h = F . l
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