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UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE PROFESORA: CECILIA TOLEDO V.
FACULTAD DE CIENCIA PRIMER SEMESTRE DEl 2010
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
LABORATORIO DE FISICA Nº 7 y 8

MAQUINAS SIMPLES - ROTACION DE UN RÍGIDO
OBJETIVOS

I.‑Lograr el equilibrio estático de objetos que pueden rotar en torno a un eje, por medio de la aplicación de fuerzas y torques.
II.- Calcular el momento de inercia de un sólido (hélice) por medio de rotación.

INTRODUCCIÓN

El uso de máquinas simples en muchas de las actividades que se desarrollan a diario es un hecho tan común que su aplicación y utilización en el funcionamiento de determinadosdispositivos no nos causa mayor sorpresa. Sin embargo, basta con pensar en la diversidad de aplicaciones que presenta el funcionamiento de nuestro propio organismo para descubrir lo importante que es conocer tales principios y ampliar el rol que cumple la física en este y otros campos de la ciencia y la tecnología.
El estudio del movimiento del cuerpo rígido, es sin duda, de mucho máscomplejidad que el de una partícula. Puede abordarse el estudio de un rígido como un caso especial e importante de sistemas formados por muchas partículas, en el cual las distancias relativas entre ellas permanece constante.

Concepto de momento de una fuerza o torque ( )

Recordemos que se define el torque o momento de una fuerza con respecto a un punto 0 como una cantidad vectorial dada por laexpresión.


donde es el vector posición del punto de aplicación de la fuerza , medido desde O.










La distancia de la figura anterior ,OB = b , se le llama brazo de palanca . Corresponde a la distancia entre el punto 0 y la línea de acción de la fuerza.

De acuerdo al producto vectorial, el torque , es un vector perpendicular al plano que forman los vectoresy y el sentido lo da la regla de la mano derecha o del tirabuzón. Debe especificarse claramente respecto de que punto hace torque la fuerza


En coordenadas cartesianas, el torque se puede calcular por medio del determinante:





CENTRO DE GRAVEDAD

Los cuerpos están formados por un gran número de partículas sobre las cuales actúa la fuerza de gravedad. Se puede demostrar quela fuerza de todas esas fuerzas individuales tiene el efecto equivalente de una sola fuerza que actúa en un solo punto que se le conoce como “centro de gravedad”(c.g) y que corresponde a la fuerza peso m del cuerpo


MAQUINAS SIMPLES:

Las máquinas son dispositivos que multiplican una fuerza o bien cambian la dirección de una fuerza, entre las máquinas simples podemos citar a las palancas,las poleas, gatas hidráulicas, tornos, planos inclinados.

Estas máquinas simples nos proporcionan una “ventaja mecánica”. Si se llama Fa a la fuerza de entrada (esfuerzo) que es la que se aplica a la palanca para mantener o levantar una carga y FL a la fuerza de salida o fuerza de carga o resistente), entonces la ventaja mecánica ideal (no se considera perdida por roce) viene dada por:VENTAJA MECANICA = V.M =



LA PALANCA

La palanca es una máquina simple bastante eficiente. Básicamente está formada por una barra rígida que se puede hacer rotar respecto de un punto línea que recibe el nombre de FULCRO.

Según las posiciones que tengan las dos fuerzas y el fulcro, se definen tres clases de palancas:
Primera clase: el fulcro se encuentra entre ambas fuerzasSegunda clase: la carga está entre el fulcro y el esfuerzo.
Tercera clase: el esfuerzo está entre el fulcro y la carga.

En el conjunto de figuras siguiente están esquematizadas los tipos de palancas:










Las poleas

Las poleas, al igual que las palancas, son máquinas simples. Una polea no es más que una rueda que puede girar libremente alrededor de un eje que pasa por...