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Resumen y repaso
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Resumen
Se ha definido una máquina simple como un aparato que convierte
una sola fuerza de entrada F. len una sola fuerza de salida
F . En general, la fuerza de entrada se desplaza a lo largo de
una distancia s , y la fuerza de salida se mueve en una distancia
s . Su propósito es realizar un trabajo útil en forma adecuada
para una aplicación concreta. A continuación se presentan los
principales conceptos a este respecto.
• Una máquina simple es un dispositivo que convierte una
sola fuerza de entrada F. I en una sola fuerza de salida F O.
La fuerza de entrada se mueve por una distancia s y la
fuerza de salida se mueve en una distancia s . Esto presenta
dos ventajas mecánicas:
MA= „ — F°
Ventaja mecánica real
(considerada la fricción)
M, = - Sn
Ventaja mecánica ideal
(se supone que no hay fricción)
La eficiencia de una máquina es la razón entre el trabajo
de salida y el trabajo de entrada. Se expresa normalmente
como un porcentaje y puede calcularse con cualquiera de
las relaciones siguientes:
trabajo de salida
trabajo de entrada
M,
M,
potencia de salida
potencia de entrada
Las ventajas mecánicas ideales de varias máquinas simples
se presentan a continuación
M, = Fn Palanca
i / ideal o
M, =
M, =
Do = col
D; C0o
W s
M, = — = —
7 F¡ h
M N° D°
M, = — = —
Ni D:
R
— Rueda y eje
L
M¡ = ~ Cuña
s¡ 2itR
M, = — = -----
So P
Transmisión por correa
Plano inclinado
Engranes
Gato de tomillo
Conceptos clave
cuña 258 palanca 250 tornillo 258
eficiencia 246 paso 258 transmisión por correa 253
engrane 255 plano inclinado 255 ventaja mecánica ideal 248
fulcro 249 polea 251 ventaja mecánica real 248
máquina simple 245 rueda y eje 250
Preguntas de repaso
12.1. ¿Qué entendemos por trabajo útil o trabajo de salida?
¿Qué significa trabajo de entrada? Escriba la relación
general entre el trabajo de entrada y el de salida.
12.2. Dos gatos funcionan en forma simultánea para levantar
el extremo delantero de un automóvil. Inmediatamente
después, el gato de la izquierda se siente
más caliente que el de la derecha. ¿Cuál de los gatos
es más eficiente? Explique su respuesta.
12.3. Una máquina puede modificar la magnitud, la dirección
o ambas de una fuerza de entrada, (a) Dé varios
ejemplos en los que se presenten ambos cambios,
(b) Cite ejemplos en los que sólo se altere la magnitud
de la fuerza de entrada, (c) Cite ejemplos en los
que sólo se modifique la dirección.
12.4. Una máquina eleva una carga hasta una distancia
vertical de 4 ft, mientras la fuerza de entrada la
traslada hasta una distancia de 2 ft. ¿Sería útil está
máquina para levantar grandes pesos? Explique su
respuesta.
12.5. Una bicicleta puede funcionar en tres niveles de engranes.
En el nivel bajo, los pedales describen dos
revoluciones completas al tiempo que la rueda trasera
completa una sola revolución. En el medio, los
pedales y las ruedas giran con la misma velocidad.
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