Mecanica Tecnica

Mecánica Técnica:
TP Nº 3 de


-Explicar el Principio de los trabajos virtuales.

Se propone una fuerza que genere un desplazamiento o deformación, en un cuerpo uniforme. Como la fuerza no es real, se dice VIRTUAL. Se utiliza para el cálculo de estructuras



Desplazamiento virtual.
Lo que se desplaza la fuerza

Aplicación a la palanca, torno y aparejos.
Básicamente estáconstituida por una barra rígida, un punto de apoyo (se le puede llamar “fulcro”) y dos fuerzas (mínimo) presentes: una fuerza (o resistencia) a la que hay que vencer (normalmente es un peso a sostener o a levantar o a mover en general) y la fuerza (o potencia) que se aplica para realizar la acción que se menciona. La distancia que hay entre el punto de apoyo y el lugar donde está aplicada cada fuerza,en la barra rígida, se denomina brazo. Así, a cada fuerza le corresponde un cierto brazo.
Como en casi todos los casos de máquinas simples, con la palanca se trata de vencer una resistencia, situada en un extremo de la barra, aplicando una fuerza de valor más pequeño que se denomina potencia, en el otro extremo de la barra.
En una palanca podemos distinguir entonces los siguientes elementos:
Elpunto de apoyo o fulcro.
Potencia: la fuerza (en la figura de abajo: esfuerzo) que se ha de aplicar.
Resistencia: el peso (en la figura de abajo: carga) que se ha de mover.
Tipos de palancas


TORNO.
Es otra de las máquinas simples, se lo emplea con mucha frecuencia aún hoy día, aunque muchas de las veces combinado con engranajes y motorizado. Lo vemos en grúas y mochilas para remolcarautomotores. En dispositivos para tensar el cable de acero que sujeta a la carga sobre el camión, grúas en general, en el reel de la caña de pescar para arrollar la tansa, en el malacate de las camionetas todo-terreno, etc.


En su aspecto elemental vemos en la fig.Nº 1, que la fuerza aplicada en el extremo de su manivela (de la que despreciamos su peso propio), estará relacionada con el peso dela carga por medio de:

Momento de la fuerza F igual al momento de la carga Q, siendo l el largo de la manivela y r el radio del cilindro del torno.

POLEA FIJA:
La polea fija es un simple disco que presenta una acanaladura por la que puede pasar una cuerda, o soga, o una cadena. Su principal función es la de modificar la dirección de las fuerzas al trasmitirlas por cuerdas.
La denominación“fija” se debe a que su eje permanece fijo, mientras el disco gira a su alrededor.


En la fig. Nº 2, vemos a una polea fija desarmada y cuando se halla montada a los efectos con que se la requiere.
En el caso de la polea fija, solo modifica la dirección de las fuerzas, pero no su módulo, ya que la transmite con idéntico valor.
En la práctica, y debido al rozamiento en el eje de la polea, puedediferir en mayor o menor medida el valor de las fuerzas a ambos lados de la misma, dependiendo del tipo de montaje del eje (rulemanes, buje de bronce, apoyos cónicos, etc.), aún girando con velocidad constante.
Viendo la fig. Nº 3, es fácil advertir que al menos en teoría, las dos fuerzas a cada lado son iguales, ya que la polea opera cual si fuese una palanca de brazos iguales.
Aplicando lascondiciones de equilibrio, tendremos que:
1ª) ΣF = 0 ⇒ Rv - F - F = 0 ⇒ Rv = 2.F
2ª) ΣM(o) = 0 ⇒ MF(o) - MF(o) = 0 ⇒ F.r - F.r = 0 ⇒ F.r = F.r
Cancelando “r” ⇒ F = F

POLEA MÓVIL:
A diferencia de la polea fija, la polea móvil además de girar desplaza su eje y permite transmitir a la carga que desea levantarse, una fuerza mayor que la aplicada, a expensas de un recorrido más largo de lacuerda. La fig. Nº 4 muestra a una polea móvil tal como se la suele emplear en la práctica, donde reduce a la mitad la fuerza necesaria para levantar una carga.
La polea móvil reduce el esfuerzo a la mitad, ya que se comporta como una palanca apoyada en un extremo, con la carga en su centro. Aplicando la primera condición de equilibrio, y al ser uniforme la tensión de la cuerda en toda su extensión...