Momento de Una Fuerza y Vectores
En la imagen que sigue vemos el musculó Bíceps en acción
El brazo tiene el sistema que sigue . El codo es el punto de apoyo. La resistencia se encuentra en la mano, y los músculos del brazo, que se insertan en el antebrazo (Bíceps) son los que generan el movimiento, es decir, la potencia. La potencia se encuentra en el centro de la palanca.
En esta figura del brazo vemos dos giros uno del brazo hacia arriba Producido por la fuerza P (contrario a la agujas del reloj) y el Otro giro hacia abajo producido Por el peso R que esta en la mano
Vemos que tenemos dos giros por lo tanto dos MOMENTOS, el momento producido por la fuerza que realiza el musculo, y el peso de la masa R
MOMENTO DE UNA FUERZA
Definimos como momento de una fuerza al Producto de la Fuerza y la distancia al punto de aplicación M=Fxd
Donde
M es el momento de fuerza o torque.
F es la fuerza aplicada
d es la distancia perpendicular entre la línea de acción de la fuerza y el punto de giro 0
Las unidades de momento son Fuerza por distancia = N*m (Newton*metro).
La convención del signo del momento de fuerza o torque será:
El momento de fuerza es positivo, si el efecto de la fuerza es producir una rotación alrededor de 0 contraria al movimiento de las agujas del reloj.
El momento de fuerza es negativo cuando la rotación se produce en el mismo sentido del movimiento de las agujas del reloj.
APLICACIONES DEL MOMENTO DE UNA FUERZA
VEMOS QUE EL ESFUERZO GENERADO POR LA LLAVE SE MULTIPLICA Y ADEMAS GENERA UN MOVIMIENTO ROTATORIO EN TORNO A L TORNILLO, ESO ES EL MOMENTO UNA ROTACION
LA PALANCA TAMBIEN ES OTRO EJEMPLO DE APLICACION DEL MOMENTO DE UNA FUERZA
La formula de la palanca es muy simple podemos considerarla como el equilibrio de dos MOMENTOS
Palanca de Primer genero
En toda palanca de primer genero el brazo de Potencia es mayor que el brazo de resistencia
Palanca de segundo genero
En toda palanca de segundo genero genero el brazo de Potencia es mayor que el brazo de resistencia. Esta disposición hace que los movimientos de la potencia y de la resistencia se realicen siempre en el mismo sentido, pero la carga siempre se desplaza menos que la potencia (DR<DP), por tanto es un montaje que atenúa el movimiento de la potencia.
Al ser un dispositivo cuya principal ventaja es su ganancia , su utilidad principal aparece siempre que queramos vencer grandes resistencias con pequeñas potencias. Se emplea en cascanueces, carretillas, cortaúñas, remos...
Palanca de tercer genero
La palanca de tercer grado permite situar el esfuerzo (P, potencia) entre el apoyo (F) y la carga (R, resistencia). Con esto se consigue que el brazo de la resistencia siempre será mayor que el de la potencia (BR>BP) y, en consecuencia, el esfuerzo mayor que la carga (P>R). Este tipo de palancas nunca tiene ganancia .
La polea
Una polea es una máquina simple, un dispositivo mecánico de tracción, que sirve para transmitir una fuerza. Además, formando conjuntos -aparejos o polipastos- sirve para reducir la magnitud de la fuerza necesaria para mover un peso.
La polea es el punto de apoyo de una cuerda que moviéndose se arrolla sobre ella sin dar una vuelta completa, actuando en uno de sus extremos la resistencia (R) y en otro la fuerza actuante (F) o potencia..
poleas simples
Las poleas simples no son más que una palanca de primer grado, en la que la fuerza F, y la resistencia R se aplican a la misma distancia del eje, que coincide con el radio de la polea. És decir:
Fr=Rr
Simplificando tenemos que:
F=R
Que nos indica que en una polea simple la fuerza que tenemos que aplicar es igual a la resistencia que tenemos que vencer. La ventaja viene del uso de la propia polea que me permite utilizar el cuerpo para ejercer la fuerza F.
Polea móvil
La polea móvil Permite reducir la fuerza a la mitad
F=R/2
También llamada Polea simple móvil.- estos tipos de poleas, como su nombre lo indica son móviles debido a que se encuentra entrelazada por cuerdas permitiendo posiciones verticales u horizontales, ejemplo de estas poleas son las que se usan en barcos donde se isa las velas, o para mover objetos muy pesados.
Aparejos : Es un conjunto de poleas en las que se consigue reducir mucho el esfuerzo, aunque la carga se desplaza muy lentamente según su disposición encontramos dos tipos diferentes Hay una fija y las demás móviles
Anímate y Resuelve
1- En una palanca de Primer genero, Se quiere mover una masa 400kg que tiene un brazo de Potencia es de 4m y un brazo de resistencia de 2m . Hallar cual es esfuerzo Necesario Para mover
2.-Si consideramos el peso de la cabeza como de 6 Kilogramos Fuerza ¿Cuál seria el esfuerzo promedio de los músculos del cuello que sostienen la cabeza, según los datos de la figura?
3.-Si un trabajador lleva una carretilla con una carga de 200kg ¿ Que esfuerzo deberá hacer el trabador si el brazo de potencia es de 90cm y si el brazo de resistencia es de 30cm?
4.-QUE FUERZA DEBE HECER EL MUSCULO BICEPS PARA MOVER UNA PESA DE 4KG SI LA DISTANCIA DEL TENDON AL CODO ES DE 5 Cm y si el brazo mide 30 cm
5,.Determinar la resistencia que ofrece una Nuez si se hace un fuerza de 2kg Sabiendo que BR=10cm y BP=30cm
6.-Calcular el Momento que realiza una fuerza de 2kg sobre una lleve de 0.30m de largo
7.-Que resistencia debe ofrecer un cabello a una pinza de depilar si la longitud de la pinza es de 8cm y el Bp mide 2cm, y si la fuerza sobre pinza es de 1Kg
8.- Cuento debe pesar un pez si el pescador realiza una fuerza de 100kg Sabiendo que la longitud de la caña de Pescar es de 2m y su brazo de potencia es de 0,5m
9.- Si la masa a elevar Pesa 400Kg. Determina la fuerza Necesaria para Elevarla
a) Con una Polea Fija
b) Con una polea Móvil
c) Con un aparejo, según se indica en la figura
9.- Investiga sobre James Watts y la revolucion industrial realiza un esquema de la Maquina de vapor. Usa el Libro de Texto