maquinas

Uso de las maquinas
Desde muy remotas épocas, el hombre ha utilizado maquinas para ayudarse en el trabajo. Actualmente depende de ellas en casi todas sus actividades
Utilizamos maquinas para transformar energía. Un generador transforma energía mecánica en eléctrica.
Utilizamos maquinas para transmitir energía de un lugar a otro. Asi, mediante el llamado, sistema de transmisión, transferimosla energía de los cilindros de combustible de un carro, a las ruedas.
Otro uso de las maquinas, es el de multiplicar fuerzas. En un taller mecanico, se levanta el motor de un automóvil mediante un sistema de poleas; en estas se ejercen una fuerza que es mucho menor que el peso del motor de un carro. Esta fuerza, debemos ejercerla a través de una mayor distancia que la altura a la que se eleva elmotor, que entonces se mueve mas lentamente que la cadena del sistema de poleas. Una maquina nos permite ganar fuerza, pero solo a expensas de la velocidad.
Las maquinas también pueden utilizarse para multiplicar la velocidad. Una bicicleta es una maquina en la que ganamos velocidad, pero solo ejerciendo enorme fuerza. Ninguna maquina puede usarse para aumentar y velocidad al mismo tiempo.Finalmente, las maquinas se utilizan para cambiar la dirección de una fuerza. La polea simple, en lo mas alto del asta de la bandera, permite ejercer una fuerza hacia abajo para lograr subir la bandera.

Las seis maquinas simples.
Existen seis maquinas simples, que son: la palanca, la polea, el torno, el plano inclinado, la cuña y el tornillo. Otras maquinas son modificaciones de estas maquinassimpleas, o combinaciones de dos o mas de ellas.

Ventaja mecánica
La ventaja mecánica de una maquina de define en dos formas:
1. La ventaja mecánica ideal (VMI) es la razón de la distancia que recorre la fuerza motor, Sm a la distancia que recorre la fuerza resistente, Sr.




2. La ventaja mecánica real (VMR) es la razón de la fuerza de la resistencia, Fr a la fuerza motor, Fm es:Rendimiento de una maquina
El rendimiento o eficiencia de cualquier maquina es la razón de su ventaja mecánica real a su ventaja mecánica ideal:

Debido a las fuerzas de fricción, siempre el rendimiento es menor que 1, es decir, VMR < VMI. Si sustituimos en la fórmula de rendimiento, nos queda:

El producto FrSr es el trabajo o energía hecho por la máquina o trabajo útil Wu, y el producto FmSm esel trabajo o energía dado a la máquina, o trabajo motor, Wm. Por consiguiente:

Entonces: rendimiento =
Ejemplo:
Una máquina tiene una ventaja mecánica ideal de 5 y una ventaja mecánica real de 4. ¿Cuál es el rendimiento de esta máquina?
Solución:

Rendimiento = 4/5 = 0.8
Cambiando a % : rendimiento = 80%
Ejemplo:
Una fuerza de 40N se mueve a una distancia de 20 m, elevando un peso de180N a una altura de 4m. Calcular el rendimiento.



Solución:
















La palanca:
Una palanca es una barra rígida que puede girar libremente alrededor de un punto fijo, llamado punto de apoyo, el punto de apoyo es el punto de giro.
En la figura 5.3, la fuerza motor Fm actúa sobre el brazo Lm y tiende a producir rotación en un sentido, la fuerza resistente Fn actúasobre el brazo Lr y tiende a producir rotación en sentido contrario. Si la fuerza motor se mueve la distancia Sm la fuerza resistente se mueve la distancia Sr podemos utilizar la formula:



Ya que arcos de círculos que subtienden ángulos centrales iguales son directamente proporcionales a los radios de los círculos. Por consiguiente, las distancias recorridas por la fuerza motor y laresistente son directamente proporcionales a las longitudes de los brazos de las palancas respectivamente. Hemos visto que:


Por lo tanto, para la palanca:


La ventaja mecánica ideal de cualquier palanca es igual a la longitud del brazo de la fuerza motora entre e brazo de la fuerza resistente. Así si Lm = 2M y Lr =2/(2/3) = 3m, la ventaja mecánica ideal es 2/(2/3) =3.
En el cálculo se ha...