Maquinas Simples fuerzas musculares

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1 PALANCAS Maquinas Simples: Son dispositivos sencillos que permiten vencer grandes fuerzas musculares, en este sentido son multiplicadores de fuerzas, también permiten cambiar el sentido de la fuerza, para trabajar con mayor facilidad y seguridad.

2 Palancas Las palancas: son barras rígidas que pueden girar en torno a un punto de apoyo o fulcro. Las palancas se clasifican según la ubicación del fulcro en: primer orden, segundo orden y tercer orden

3 Palanca de Primer Orden Palanca de Primer Orden: El fulcro o punto de apoyo se encuentra entre la fuerza motora o fuerza muscular y la fuerza resistente o peso. Este tipo de palanca favorece el equilibrio.

4 Palanca de Segundo Orden Palanca de Segundo Orden: La fuerza resistente o peso se encuentra entre el fulcro y la fuerza motora o muscular. Este tipo de palanca favorece la fuerza

5 Palanca de Tercer Orden Palanca de Tercer Orden: La fuerza motora o muscular se encuentra entre el fulcro y la fuerza resistente o peso. Este tipo de palanca favorece el movimiento

El punto de apoyo no está en el centro, y el peso se desplaza por la barra hasta que equilibra el

6 El objeto que se pesa es la carga, y los contrapesos realizan la fuerza para equilibrar el mecanismo. Ambos pesos son iguales y se encuentran a la misma distancia. El punto de apoyo no está en el centro, y el peso se desplaza por la barra hasta que equilibra el objeto que debe ser pesado. La fuerza realizada por el operador aumenta para extraer el clavo. La carga es la resistencia del clavo al ser extraído

para poder transportar una pesada carga con un pequeño esfuerzo Las tijeras son palancas combinadas de primer grado.

7 Los alicates son una palanca combinada ( una pareja de palancas unidas en el punto de apoyo). La carga es la resistencia que el objeto opone al cierre de la herramienta Basta inclinar las varas de la carretilla para poder transportar una pesada carga con un pequeño esfuerzo Las tijeras son palancas combinadas de primer grado. Realizan una fuerte acción de corte cerca del punto de apoyo. La carga es la resistencia del material a la acción de corte de las hojas de la tijera.

Al elevar las varas es posible levantar una pesada

8 Al elevar las varas es posible levantar una pesada carga que se halla más cerca del punto de apoyo, la rueda. Al levantar el mango, se supera la fuerte resistencia de la tapa. El cascanueces es una palanca combinada de segundo grado. La carga es la resistencia que la cáscara de la nuez opone a ser partida.

El martillo actúa como una palanca de tercer grado cuando se utiliza para clavar un clavo.

La cabeza del martillo se mueve a mayor velocidad que la mano al golpear.

La carga es el peso del pez., que se puede levantar a gran altura con un movimiento de mano corto.

9 El martillo actúa como una palanca de tercer grado cuando se utiliza para clavar un clavo. El punto de apoyo es la muñeca y la carga es la resistencia que opone la madera. La cabeza del martillo se mueve a mayor velocidad que la mano al golpear. Mientras una de las manos actúa como punto de apoyo, la otra provee la fuerza para mover la caña. La carga es el peso del pez., que se puede levantar a gran altura con un movimiento de mano corto. Un par de pinzas es una palanca de tercer grado compuesta. El esfuerzo que ejercen los dedos se reduce en los extremos de la pinza, lo cual le permite tomar objeto

10 Las grúas y otras máquinas elevadoras se valen a menudo de contrapesos para levantar las cargas. El contrapeso equilibra el peso de la carga, de modo que el motor de la máquina sólo tiene que mover la carga sin soportar su peso. El contrapeso también puede detener la inclinación de la máquina a medida que la carga se aleja del suelo. De acuerdo con el principio de las palancas, un contrapeso potente situado cerca del punto de apoyo de una máquina, como la grúa, tiene el mismo efecto que un contrapeso más ligero, situado más lejos del punto de apoyo

11 Algunas Propiedades 1) En cualquier tipo de palanca se produce equilibrio, cuando el torque producido por la fuerza muscular es igual al torque producido por la fuerza resistente. 2) Un máquina simple debe economizar fuerza, es decir, debe ocurrir que la fuerza muscular debe ser menor que la fuerza resistente o peso 3) Para que esto se cumpla en las palancas el brazo de la fuerza muscular debe ser mayor que el brazo de palanca de la fuerza resistente. 4) Las únicas que cumple el punto 3) son las de primer y segundo orden. 5) En algunas ocasiones una palanca puede funcionar como palanca de distinto tipo según como se use

12 Ventajas Mecánicas La ventaja mecánica (V.M.) de la máquina se define como la razón de los módulos de estas fuerzas. V. M. = W F Para todos los tipos de palancas la V.M. puede expresarse como la razón de la distancia a partir del fulcro. Si la fuerza es perpendicular a la palanca, entonces la razón entre la fuerza muscular y el peso en equilibrio es: W = X F F X W La palanca de tercer orden la V.M. es menor que 1, a diferencias de las palancas de segundo orden es mayor que 1.

13 Ventaja Mecánica Cuando las extremidades son cortas y valores de X W son pequeños, la V.M. será grande y por lo tanto serán capaces de ejercer grandes fuerzas. Sin embargo, la distancia que recorre el extremo de un miembro es proporcional a su longitud X W, por lo que el movimiento rápido requiere extremidades largas. Por ejemplo la patas delanteras de un caballo tiene V.M. 0,08 mientras que el armadillo que es un animal zapador, sus patas delanteras tiene una V.M. 0,25.

14 POLEAS Las poleas son máquinas simples. Una sólo polea se utiliza para cambiar el sentido de una fuerza, mientras que la combinación de varias poleas pueden utilizarse para reducir la fuerza que se necesita para levantar una carga pesada.

15 Polea Simple Sólo con una cuerda y una rueda podemos cambiar la dirección del movimiento. Se fija la rueda a un soporte y se pasa una cuerda por la rueda hasta alcanzar la carga, al tirar desde un extremo de la cuerda de puede elevar la carga hasta la altura en que se halla fija la polea. El peso de la persona que tira se constituye en una ayuda

16 Poleas Dobles Las Poleas dobles reduce a la mitad la fuerza necesaria par elevar cargas.

17 POLIPASTOS Las poleas de tipo polipastos: son un conjuntos de poleas que reducen la fuerza necesaria parar elevar la carga de forma proporcional al número de poleas que poseen.

Poleas compuestas Cuando se utilizan sistemas de varias poleas que trabajan en conjunto, se dice que se tiene una configuración de polea compuesta.

18 Poleas compuestas Cuando se utilizan sistemas de varias poleas que trabajan en conjunto, se dice que se tiene una configuración de polea compuesta. Polispastos El polispasto (del latín polyspaston, y este del griego πολύσπαστον), es la configuración más común de polea compuesta. En un polispasto, las poleas se distribuyen en dos grupos, uno fijo y uno móvil. En cada grupo se instala un número arbitrario de poleas. La carga se une al grupo móvil. La ventaja mecánica de puede determinarse contando el número de segmentos de cuerda que llegan a las poleas móviles que soportan la carga.

19 RENDIMIENTO DE UNA MÁQUINA Hay factores que impiden que la energía que se aplica para hacer funcionar una máquina no sea totalmente aprovechada, por ej. calentamiento de pieza vitales, desgaste, disipación de energía a través de calor, etc. En la máquina simple el factor principal es el roce, por esta razón el trabajo útil por una máquina es siempre menor que el trabajo aplicado, de acuerdo al principio de conservación de la energía podemos decir, energía suministrada es igual a la energía aprovechada más la energía disipada. En el caso de las poleas que están en equilibrio, para que la polea gire debemos vencer el roce

20 En la fig., el peso del tronco es 490 N, determine la fuerza T ejercida por los músculos de la columna vertebral y determine las componentes de la fuerza R ejercida por el pivote (sacro) si el peso que sostiene a) W 1 = 0 N b) W 1 = 175 N, sabiendo que Rx es igual a la fuerza T horizontal para que exista equilibrio Ejercicio

21 Máquinas simples

22 PALANCAS

23 POLEA

24 VENTAJA DE UNA POLEA

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