maquinas simples teoria
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Arturo Zambrano Linares 5TO SECUNDARIA MÁQUINAS SIMPLES
La palanca, la polea, el plano inclinado, el tornillo son medios de los que se vale el hombre para realizar un trabajo y por lo general con una economía de esfuerzo. Estos medios reciben el nombre de máquinas simples.
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En todos los momentos de nuestra vida las máquinas están presentes para facilitar el trabajo. Algunas son muy complejas o complicadas, otras, son más elementales. Pero de cualquier manera fueron perfeccionadas durante siglos, comenzando por las máquinas más simples posibles.
En toda máquina simple, está presente:
el ESFUERZO (F): __________________________________
la RESISTENCIA (Q): ___________________________________
la VENTAJA MECÁNICA (Vm): Indica las veces que se multiplica el esfuerzo, por acción de una máquina
simple. Se denomina también factor de multiplicación de la máquina simple. Está dada por:
푽풎 = 푸푭
ó 푽풎 = 푹풆풔풊풔풕풆풏풄풊풂푭풖풆풓풛풂
Ejemplo: En una máquina simple se ha observado que el peso a levantar de 400 N y la fuerza a aplicar es de 80 N. Determinar la ventaja mecánica.
PALANCA: Es una máquina simple que consiste en una barra rígida que puede girar alrededor de un punto fijo llamado fulcro.
La palanca se representa así:
La condición de equilibrio para la palanca es: 퐹 × 퐵푓 = 푄 × 퐵푟
La ventaja mecánica específicamente para la palanca está dada por: 푉푚 =
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Arturo Zambrano Linares 5TO SECUNDARIA CLASES DE PALANCAS: Palanca de Primer Género (Inter – apoyante):Es aquella cuyo punto de apoyo se encuentra entre la fuerza y la resistencia. Así tenemos algunos ejemplos de aplicación: alicate, tijeras, bicicleta, remos, sube y baja,gata hidráulica, cortauñas, balanza, tenaza, el acto de patear una pelota, etc. Palanca de Segundo Género (Inter – resistente):Es aquella que tiene la resistencia aplicada entre el punto de apoyo y la fuerza. Así tenemos algunos ejemplos de aplicación: carretilla, exprimidor de limones, prensa papas, destapador, engrapador, triciclo, volquete, guillotina, perforador, el acto de abrir la puerta, el acto de cortar el vidrio, etc.
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Arturo Zambrano Linares 5TO SECUNDARIA Palanca de Tercer Género (Inter – potente):Es aquella que tiene la fuerza aplicada entre el punto de apoyo y la resistencia. Así tenemos algunos ejemplos de aplicación: pinza depiladora, escoba, caña de pescar, pedal de la mnáquina de coser, cargador frontal, retroexcavadora, etc.
Ejemplo: ¿Qué peso se necesita para levantar un peso de 240 N mediante una palanca de primer género, si sus brazos de fuerza y de resistencia miden 80 cm y 20 cm, respectivamente? ¿Cuál es su ventaja mecánica?
Ejemplo: ¿Qué peso se puede levantar mediante una palanca inter – resistente de 1,20 m de longitud, con un esfuerzo de 45 N, si el peso se encuentra a 30 cm del punto de apoyo?
PLANO INCLINADO: Es una máquina simple que permite a un solo hombre ejecutar el trabajo de varias personas. Es toda superficie que forma con la horizontal un ángulo agudo.
El plano inclinado se representa así:
La condición de equilibrio para la palanca es: 퐹 × 푙 = 푄 × ℎ
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Arturo Zambrano Linares 5TO SECUNDARIA
La ventaja mecánica específicamente para el plano inclinado está dada por: 푉푚 =
Ejemplo: Mediante un plano inclinado de 20 m de longitud se sube un peso de 240 N a una altura de 4 m. ¿Qué fuerza se emplea?
Ejemplo: Se dispone de una fuerza de 75 N para elevar un peso de 450 N a una altura de 5 m. ¿Qué longitud deberá tener el plano inclinado a emplearse y cuál es su ventaja mecánica?
POLEAS: Es una rueda que gira alrededor de un eje que se halla fijado a una chapa o armadura. En su periferie tiene una ranura o garganta por donde pasa una cuerda. En cuyos extemos actúan la fuerza y la resistencia.
Las poleas se representan así:
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Arturo Zambrano Linares 5TO SECUNDARIA Clases de poleas:
POLEA FIJA: Es cuando la armadura se halla sujeta a un punto; por tanto, la polea no tiene desplazamiento sino sólo un movimiento de rotación.
La condición de equilibrio para una polea fija es: 퐹 = 푄 La ventaja mecánica específicamente para la polea fija está dada por:
푉푚 = 1
POLEA MÓVIL: Es cuando la resistencia se halla sujeta a la armadura; luego, la polea se desplaza conjuntamente con la carga. Un extremo de la cuerda se halla en un punto fijo, y en el otro se aplica la fuerza.
La condición de equilibrio para una polea fija es: 퐹 = La ventaja mecánica específicamente para la polea fija está dada por:
푉푚 = 2
POLIPASTOS: Llamados también aparejos, son combinaciones de poleas fijas y móviles, con el fin de obtener la mayor ventaja mecánica posible. Las principales son:
a) APAREJO FACTORIAL (MONTÓN): Está formado por dos grupos de poleas, uno fijo y otro móvil, sujetos
en dos armaduras. La cuerda pasa alternadamente por las poleas fijas y móviles. El peso está sostenido por el total de cuerdas que enlazan las poleas fijas y móviles, es decir, la resistencia queda dividida entre el número de ramales entre las “N” poleas.
La condición de equilibrio es: 퐹 =
La ventaja mecánica específicamente está dada por: 푉푚 = 푁
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Arturo Zambrano Linares 5TO SECUNDARIA b) APAREJO POTENCIAL (TROCLA): En este tipo de aparejo cada polea tiene su propia cuerda, con uno de
sus extremos sujeto a un punto fijo; el otro se sujeta a la armadura de una polea móvil, excepto la cuerda de la última polea en cuyo extremo se aplica la fuerza. La carga se aplica a la armadura de la primera polea móvil.
La condición de equilibrio es: 퐹 =
La ventaja mecánica específicamente está dada por: 푉푚 = 2
c) APAREJO DIFERENCIAL (TECLE): Está constituido por dos poleas fijas y una móvil, las poleas fijas son concéntricas de diferente diámetro y se hallan soldadas al mismo eje.
La condición de equilibrio es: 퐹 = ( )
La ventaja mecánica específicamente está dada por: 푉푚 =( )
Ejemplo: ¿Cuál es la fuerza que hay que ejercer para levantar un peso de 100 N?
a) Con una polea. b) Con dos poleas. C) Con cuatro poleas
Ejemplo: Hallar el peso que se puede levantar con un aparejo diferencial, al aplicar una fuerza de 60 kp. Si el radio mayor es el doble del radio menor.