miércoles, 27 de octubre de 2010

Palanca de Tercera clase

Palanca de tercer tipo o tercera clase o tercer grupo:
Se caracteriza por ejercerse la fuerza “a aplicar” entre el fulcro y la fuerza a vencer.
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Palanca de tercera clase

Este tipo de palanca parece difícil de encontrar como ejemplo concreto, sin embargo… el brazo humano es un buen ejemplo de este caso, y cualquier articulación es de este tipo, también otro ejemplo lo tenemos al levantar una cuchara con sopa o el tenedor con los tallarines, una corchetera funciona también aplicando una palanca de este tipo.
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Palancas de tercera clase

Este tipo de palanca es ideal para situaciones de precisión, donde la fuerza aplicada suele ser mayor que la fuerza a vencer.
Y, nuevamente, su uso involucra un movimiento rotatorio.
Hemos visto los tres tipos de palancas, unos se usan más que otros, pero los empleamos muy a menudo, a veces sin siquiera darnos cuenta, y sin pensar en el tipo de palanca que son cuando queremos aplicar su funcionamiento en algo específico.
En algunas ocasiones, ciertos artefactos usan palancas de más de un tipo en su funcionamiento, son las palancas múltiples.
Palancas múltiples: Varias palancas combinadas.
Por ejemplo: el cortaúñas es una combinación de dos palancas, el mango es una combinación de 2º género que presiona las hojas de corte hasta unirlas. Las hojas de corte no son otra cosa que las bocas o extremos de una pinza y, constituyen, por tanto, una palanca de tercer género.
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Otro tipo de palancas múltiples se tiene en el caso de una máquina retroexcavadora, que tiene movimientos giratorios (un tipo de palanca), de ascenso y descenso (otra palanca) y de avanzar o retroceder (otra palanca).
Ley de las palancas
Desde el punto de vista matemático hay una ley muy importante, que antiguamente era conocida como la “ley de oro”, nos referimos a la Ley de las Palancas:
El producto de la potencia por su brazo (F2 • b2) es igual al producto de la resistencia por el brazo suyo (F1 • b1)
lo cual se escribe así:
F1 • b1 = F2 • b2
lo que significa que:
Trabajo motor = Trabajo resistente

Llamando F1 a la fuerza a vencer y F2 a la fuerza a aplicar y recordando que b1 es la distancia entre el fulcro y la fuerza a vencer y b2 la distancia entre el fulcro y el lugar donde se ha de aplicar la fuerza F2. En este caso se está considerando que las fuerzas son perpendiculares a los brazos.
Y es válida para todo tipo de palancas. (Ver: Ejemplos de palancas)
Ahora bien, ¿en qué se sostiene la Ley de las Palancas?
En un concepto mucho más amplio, el concepto de “torque”.
Al comentar las características de cada tipo de palanca, dijimos que su uso involucra siempre un movimiento rotatorio. Bien, cada vez que se realiza, o se intenta realizar, un movimiento rotatorio se realiza lo que se denomina “torque”.
Torque es la acción que se realiza mediante la aplicación de una fuerza a un objeto que debido a esa fuerza adquiere o puede adquirir un movimiento rotatorio.
Abrir una puerta involucra la realización de torque. El eje de rotación son las bisagras.
Abrir un cuaderno involucra la realización de torque. El eje de rotación es el lomo o el espiral.
Jugar al balancín es hacer torque. El eje de rotación es el punto de apoyo.
Al mover un brazo se realiza torque. El eje de rotación es el codo.
Dos situaciones excepcionales hay que distinguir:
- Cuando se aplica la fuerza en el eje de rotación no se produce rotación, en consecuencia no hay torque. ¿Se imaginan ejercer una fuerza en una bisagra para abrir una puerta?
- Cuando se aplica la fuerza en la misma dirección del brazo tampoco se realiza rotación, por lo tanto tampoco hay torque. O, mejor dicho, el torque es nulo. Imagínense atar una cuerda al borde de la tapa de un libro y tirar de él, paralelo al plano del libro, tratando de abrirlo.
Ya que mencionamos el caso de situaciones particulares donde el torque que se realiza resulta ser nulo, destaquemos también que el torque es máximo cuando el ángulo entre el brazo y la fuerza a aplicar es un ángulo recto (90º y 270º). Otros casos, donde el ángulo entre la fuerza aplicada y el brazo no es ni recto ni nulo ni extendido (0º o 180º) necesitan de matemática que en estos momentos no están al alcance.
El lector más avanzado puede trabajar con el concepto, matemático, de torque como igual al producto entre la fuerza aplicada, la longitud del brazo y el seno del ángulo que forman la fuerza aplicada y el brazo.

Palanca de segunda clase

Palanca de segundo tipo o segunda clase o segundo grupo o segundo género:
Se caracteriza porque la fuerza a vencer se encuentra entre el fulcro y la fuerza a aplicar.
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Palanca de segunda clase

Este tipo de palanca también es bastante común, se tiene en lo siguientes casos: carretilla, destapador de botellas, rompenueces.
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Palancas de segunda clase

También se observa, como en el caso anterior, que el uso de esta palanca involucra un movimiento rotatorio respecto al fulcro que nuevamente pasa a llamarse eje de rotación.

Palanca de Primera clase

Palanca de primer tipo o primera clase o primer grupo o primer género:
Se caracteriza por tener el fulcro entre la fuerza a vencer y la fuerza a aplicar.
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Palanca de primera clase

Esta palanca amplifica la fuerza que se aplica; es decir, consigue fuerzas más grandes a partir de otras más pequeñas.
Por ello, con este tipo de palancas pueden moverse grandes pesos, basta que el brazo b1 sea más pequeño que el brazo b2.
Algunos ejemplos de este tipo de palanca son: el alicates, la balanza, la tijera, las tenazas y el balancín.
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Palancas de primera clase

Algo que desde ya debe destacarse es que al accionar una palanca se producirá un movimiento rotatorio respecto al fulcro, que en ese caso sería el eje de rotación.

miércoles, 20 de octubre de 2010

Sistemas mecánicos

 PALANCAS

Las palancas es una máquina simple que funciona de acuerdo al principio de los momentos. Una palanca es
una barra rígida que rota al rededor de un eje fijo, cuando se le aplica una fuerza para vencer una resistencia.
Utilizada, bien para vencer una resistencia mayor que el esfuerzo aplicado, o para aumentar la distancia de
una resistencia que puede moverse aunque se tenga que usar un esfuerzo mayor que la resistencia.
En cada palanca actúan las diferentes fuerzas que resultan de la contracción de los músculos creando así
brazos de potencia y los dobleces que resultan de los pesos de los distintos segmentos corporales. Con estos
datos podemos calcular los momentos de fuerza que actúan en los diferentes segmentos involucrados, y con
ello calcular los ángulos óptimos de trabajo.

Existen tres tipos de palanca, las de primera clase, en donde el apoyo esta entre la resistencia y la fuerza, las
palancas de segunda clase, en donde la resistencia está entre el apoyo y la fuerza; las palancas de tercera clase,en donde la fuerza está entre la resistencia y el apoyo.

miércoles, 13 de octubre de 2010

Sistemas mecánicos

La polea
05 / 2005
La polea es una rueda que gira alrededor de su eje y tiene un canal en su borde. Por este canal pasa una cuerda tal que en sus dos extremos se aplican dos fuerzas.

La polea es una máquina simple que se usa para levantar objetos o para trasmitir y cambiar la dirección de las fuerzas.

La polea fija es aquella que gira alrededor de su eje pero el éste es fijo, es decir, no se desplaza. La polea móvil gira alrededor de su eje pero éste no se desplaza.

Las poleas pueden combinarse de muchas maneras buscando siempre disminuir la fuerza necesaria para realizar algún trabajo o para cambiar de la dirección de una fuerza para ejercerla de una manera más cómoda.

En todas las poleas o sistemas de poleas, la fuerza necesaria que una persona aplique disminuye pero no el trabajo ni la energía requeridos.

Como podemos notar, la polea es una aplicación de la rueda.

SISTEMAS DE POLEAS

Polea fija simple
Se usa sólo para cambiar la dirección de la fuerza que se aplica.
Si queremos subir una caja a un piso alto, podemos hacerlo con ayuda de una cuerda jalando desde la parte superior. Pero puede ser una tarea peligrosa para quien esté jalando desde la parte superior. Una polea puede ser una solución sencilla si la fijamos en la parte más alta, pues la persona podrá ejercer ahora la fuerza hacia abajo sin correr riesgo de tener un accidente.

Polea doble
El sistema consiste en una polea fija y una móvil. La ventaja mecánica es disminuir a la mitad la fuerza que inicialmente teníamos que hacer para levantar un objeto.

Polea triple
El sistema consiste en una polea fija y dos móviles. Su ventaja radica en disminuir a la cuarta parte la fuerza que inicialmente teníamos que hacer para levantar un objeto.

Poleas múltiples o polipastos
Además de los anteriores dispositivos, podemos realizar todas las combinaciones posibles.