Tema 3. Poleas y polipastos.

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Rosa María Macías Campos
hace 8 años
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1 Tema 3. Poleas y polipastos. Tecnología. 3º ESO.

Tema 3: Máquinas simples. 2ª Parte. Poleas y Polipastos. 1. Introducción. Las poleas y sus diferentes formas de acoplamiento, han sido usadas desde la antigüedad.

2 Tema 3: Máquinas simples. 2ª Parte. Poleas y Polipastos. 1. Introducción. Las poleas y sus diferentes formas de acoplamiento, han sido usadas desde la antigüedad. Es famosa la historia Arquímedes con el rey Hierón de Siracusa, a los que les unía una gran amistad y además entablaban grandes conversaciones sobre teorías y avances de la época. En una de estas charlas, Arquímedes comentó que él podía mover cualquier cosa y el Rey Hierón lo retó a que moviera un barco de la armada del rey, ya que Hierón creía que éste no podría sacarse de la dársena y llevarse a dique seco sin el empleo de un gran esfuerzo y numerosos hombres. Tras cargar el barco con muchos pasajeros y con las bodegas repletas, Arquímedes se sentó a cierta distancia y halando la cuerda alzó sin gran esfuerzo el barco, sacándolo del agua tan derecho y estable como si aún permaneciera en el mar La polea fija. La polea fija, también denominada garrucha, es una máquina simple muy sencilla que está formada por una rueda acanalada que gira alrededor de un eje. El giro se provoca cuando se tira de una cuerda que se desliza por el surco o canal de la rueda. Has de saber que la polea no consigue aumentar la intensidad de la fuerza motriz, es decir, se tiene que realizar una fuerza igual al peso que se quiere mover; eso implica que la ventaja mecánica es cero. Entonces, por qué se usan y han usado tanto las poleas fijas? Pues por el efecto de cambiar el sentido de la fuerza aplicada a través de la cuerda: en vez de tirar del peso hacia arriba, tiramos de la cuerda hacia abajo, que es más cómodo. Recuerda pues que en una polea fija: F = R Lc = h R F

3. La polea móvil. Aunque se llame polea móvil, la verdad es que este sistema está formado por dos poleas, una fija y otra que se mueve en vertical. La cuerda pasa por el canal de ambas poleas.

Hay dos formas de acoplamiento, como se muestra en los siguientes dibujos: En ambos dispositivos se cumple: F= R/2 Es decir, que este dispositivo sí ofrece ventaja mecánica, pues la fuerza aplicada

3 3. La polea móvil. Aunque se llame polea móvil, la verdad es que este sistema está formado por dos poleas, una fija y otra que se mueve en vertical. La cuerda pasa por el canal de ambas poleas. La fuerza se aplica por el extremo libre que queda en la polea fija y la resistencia o carga se coloca directamente sobre la polea móvil. Hay dos formas de acoplamiento, como se muestra en los siguientes dibujos: En ambos dispositivos se cumple: F= R/2 Es decir, que este dispositivo sí ofrece ventaja mecánica, pues la fuerza aplicada es la mitad que el peso que se quiere desplazar. VM = R/F Pero tiene el inconveniente de que para desplazar el cuerpohttps:// v=s9-dpma29z0 una altura h, la longitud de cuerda que hay que desplazar es el doble. L c = 2*h También pueden acoplarse varias poleas móviles a la vez: 4. Aparejos o polipastos. Podemos definir un polipasto como una combinación de poleas fijas y móviles recorridas por una cuerda que tiene uno de sus extremos conectado a un punto fijo. La función principal de un polipasto no es otra que el desplazamiento de objetos demasiado pesados como para ser manipulados de forma exclusiva por la fuerza de una persona.

4.1. Aparejos o polipastos factoriales. En este mecanismo existen tantas poleas fijas como móviles y una única cuerda que pasa por todas ellas.

Pueden haber dos tipos de acoplamientos: en vertical y en horizontal.

número de poleas móviles: Lc = h * n Estos dispositivos sí ofrecen ventaja mecánica. VM = R / F 4.2. Aparejos o polipastos potenciales.

4 4.1. Aparejos o polipastos factoriales. En este mecanismo existen tantas poleas fijas como móviles y una única cuerda que pasa por todas ellas. La fuerza se ejerce por el extremo libre de la primera polea fija. La resistencia se cuelga del conjunto de poleas móviles. Pueden haber dos tipos de acoplamientos: en vertical y en horizontal. El mecanismo ofrece una ventaja mecánica dada por la siguiente expresión: F = R / (2*n) La longitud de cuerda desplazada, depende del desplazamiento de la carga y del número de poleas móviles: Lc = h * n Estos dispositivos sí ofrecen ventaja mecánica. VM = R / F 4.2. Aparejos o polipastos potenciales. En este caso sólo existe una polea fija y el resto son móviles. La fuerza se ejerce por la polea fija. También se caracteriza porque la cuerda utilizada no es continua, es decir, para que pase por todas las poleas, hay que cortarla. La expresión para este sistema es: F = R / 2 n n es el número de poleas móviles. y de nuevo, la ventaja mecánica es: VM = R / F

4.3. Aparejos o polipastos con diferente número de poleas fijas y móviles. Pueden aparecer dispuestos tanto en posición horizontal como vertical.

La expresión matemática es: F = R / n siendo n el número total de poleas que componen el mecanismo. Actividad 1. Se quiere levantar 500 Kg de peso provando tres dispositivos.

Dibújalos y calcula la fuerza que habrá que aplicar en cada caso. Actividad 2. Un cuerpo es sostenido mediante un aparejo potencial 6 poleas en total.

5 4.3. Aparejos o polipastos con diferente número de poleas fijas y móviles. Pueden aparecer dispuestos tanto en posición horizontal como vertical. Estos mecanismos suelen tener un número total de poleas impar, siendo mayor en uno el número de poleas fijas. La expresión matemática es: F = R / n siendo n el número total de poleas que componen el mecanismo. Actividad 1. Se quiere levantar 500 Kg de peso provando tres dispositivos. El primero está formado por dos poleas móviles. El segundo es un aparejo vertical de 4 poleas, dos fijas y dos móviles; el último posee una polea fija y tres móviles. Dibújalos y calcula la fuerza que habrá que aplicar en cada caso. Actividad 2. Un cuerpo es sostenido mediante un aparejo potencial 6 poleas en total. Dibújalo y si la potencia aplicada es de 60 N, cuál es el peso del cuerpo? Calcula también la ventaja mecánica. Actividad 3. Respuesta: N Mediante un aparejo factorial del que penden 4 poleas móviles, se equilibra un cuerpo de 500 kgf. Dibuja el sistema. Cuántos newtons de potencia hay que aplicar? Calcula también la ventaja mecánica. Respuesta: 612,5 N. Actividad 4.

Completa con las siguientes palabras: MÓVILES ESFUERZO FIJAS AUMENTA POLIPASTO DOS Respuesta: 480 N El conjunto de dos o más poleas se denomina Está compuesto por grupos de poleas: y.. A medida que.

6 En un aparejo potencial de 4 poleas móviles, se aplica una fuerza de 30 N para mantener el sistema en equilibrio. Haz un esquema que refleje el sistema y calcula el valor de el valor de la resistencia. Calcula también la ventaja mecánica. Actividad 5. Completa con las siguientes palabras: MÓVILES ESFUERZO FIJAS AUMENTA POLIPASTO DOS Respuesta: 480 N El conjunto de dos o más poleas se denomina Está compuesto por grupos de poleas: y.. A medida que. el número de poleas, el mecanismo se hace más complejo, pero el.. disminuye. Actividad 6. Para el polipasto de la siguiente figura: a) Explica el funcionamiento. b) Calcula la fuerza en newtons que tendremos que realizar para subir un peso de 300 Kg. Actividad 6. Respuesta: 735 N Cuál es la fuerza que hay que ejercer para levantar un peso de 100 N en los siguientes casos? Actividad 7. Con un polipasto de 5 poleas verticales se pretende levantar 1 tonelada. Calcula la fuerza del motor necesaria para elevarla. Dibuja el mecanismo. Actividad 8. Un polipasto factorial horizontal tiene una ventaja mecánica de 6. Con él se pretende levantar 1200 Kg. Cuántos newtons de fuerza es necesario aplicar? Cuántas poleas en total posee el sistema?. Dibújalo.

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