máquinas simples capítulo 12 física sexta edición paul e. tippens máquinas simples y eficiencia...
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Máquinas simplesMáquinas simples
Capítulo 12Física Sexta edición Paul E. Tippens
Capítulo 12Física Sexta edición Paul E. Tippens
Máquinas simples y eficienciaMáquinas simples y eficiencia Ventaja mecánicaVentaja mecánica La palancaLa palanca Aplicaciones del principio de la palancaAplicaciones del principio de la palanca La transmisión del momento de torsiónLa transmisión del momento de torsión El plano inclinadoEl plano inclinado• Aplicaciones del plano inclinadoAplicaciones del plano inclinado
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Máquinas simples y eficienciaMáquinas simples y eficiencia
La La eficienciaeficiencia de una máquina de una máquina simple se define como la relación simple se define como la relación del trabajo de salida entre el del trabajo de salida entre el trabajo de entrada: trabajo de entrada:
Ework outputwork input
Ework outputwork input
LaLa potencia potencia es trabajo es trabajo por unidad de tiempo:por unidad de tiempo: P work
timeP work
time
EP
Po
i
EP
Po
i
La eficiencia se puede expresar en términos La eficiencia se puede expresar en términos de de potencia de entradapotencia de entrada y y potencia de salidapotencia de salida::
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Ventaja mecánicaVentaja mecánicaLa La ventaja mecánica realventaja mecánica real M MAA de una de una
máquina se define como la relación máquina se define como la relación de fuerza de salida Fde fuerza de salida Foo entre la fuerza entre la fuerza
de entrada Fde entrada Fii::
MAFoFi
MAFoFi
La La ventaja mecánica idealventaja mecánica ideal M MI I es la es la
relación entre la distancia de entrada relación entre la distancia de entrada ssii y la distancia de salida s y la distancia de salida soo
MI
FoFi
siso
MI
FoFi
siso
La La eficiencia de una máquina simpleeficiencia de una máquina simple se se puede definir en términos de la ventaja puede definir en términos de la ventaja mecánica:mecánica:
EM
MA
I
EM
MA
I
En la ausencia de fricción u otras pérdidas de energía, Mi = MA .
iI
o
sM =
s
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La palancaLa palanca
MFoFi
riro
I MFoFi
riro
I
La La ventaja mecánica idealventaja mecánica ideal M MII se puede se puede
determinar mediantedeterminar mediante
• Relación de fuerzasRelación de fuerzas
• Relación de distancias desde Relación de distancias desde el fulcroel fulcro
FF00 = W = WFFii
FulcroFulcro
rr00 rrii
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Aplicaciones del principio de la palancaAplicaciones del principio de la palanca
Las poleas son aplicaciones Las poleas son aplicaciones del principio de la palanca.del principio de la palanca. M
FoFi
RrI M
FoFi
RrI
Para una Para una polea simplepolea simple, r = R y la , r = R y la ventaja mecánica ideal es igual a 1:ventaja mecánica ideal es igual a 1:
MFoFi
I 1MFoFi
I 1
RR RR
FFoo
FFii
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Aplicaciones del principio Aplicaciones del principio de la palancade la palanca
Para el Para el polipastopolipasto, la ventaja , la ventaja mecánica ideal es 4:mecánica ideal es 4:
MFoFi
4FiFi
I 4MFoFi
4FiFi
I 4
FFii
FFoo
WW
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La transmisión del momento La transmisión del momento de torsiónde torsión
Para la Para la transmisión transmisión del momento de torsióndel momento de torsión::
En términos del En términos del diámetrodiámetro y de la y de la velocidad angularvelocidad angular::
I
output torqueM
input torqueo
i
oI
i
DM
Di
o
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El plano inclinadoEl plano inclinado
WW
FFii
ss
hh MW
F
s
hIi
MW
F
s
hIi
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Aplicaciones del plano inclinadoAplicaciones del plano inclinado
Para una Para una cuñacuña::
ML
tI ML
tI
MR
I 2
MR
I 2
Para un Para un tornillotornillo::
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Conceptos claveConceptos clave
• Máquina Máquina
• EficienciaEficiencia• Polea Polea
• Engranes Engranes
• CuñaCuña• Tornillo Tornillo • PalancaPalanca
• Paso de tuerca Paso de tuerca • Plano inclinadoPlano inclinado• Rueda y ejeRueda y eje• Ventaja mecánica realVentaja mecánica real• Ventaja mecánica idealVentaja mecánica ideal• Transmisión por correaTransmisión por correa
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Resumen de ecuaciones Resumen de ecuaciones
ML
tI ML
tI
MR
I 2
MR
I 2
MW
F
s
hIi
MW
F
s
hIi
MFoFi
RrI M
FoFi
RrI
MFoFi
riro
I MFoFi
riro
I MA
FoFi
MAFoFi
EM
MA
I
EM
MA
I
EP
Po
i
EP
Po
i
oI
i
DM
Di
o
iI
o
sM =
s