DENSIDAD

La densidad es una medida utilizada por la física y la química para determinar la cantidad de masa contenida en un determinado volumen. La ciencia establece dos tipos de densidades. La densidad absoluta o real que mide la masa por unidad de volumen, y es la que generalmente se entiende por densidad. Se calcula con la siguiente formula: Densidad = masa / volumen.
Por otro lado, también existe la densidad relativa o gravedad específica que compara la densidad de una sustancia con la del agua; está definida como el peso unitario del material dividido por el peso unitario del agua destilada a 4ºC. Se calcula con la siguiente fórmula: Densidad relativa = densidad de la sustancia / densidad del agua. A la hora de calcular una densidad, se da por hecho que es la densidad absoluta o real, la densidad relativa sólo se utiliza cuando se pide expresamente.

La fórmula de la densidad, masa / volumen, se puede aplicar para cualquier sustancia, no obstante ésta debe ser homogénea. Pues en sustancias heterogéneas la densidad va a ser distinta en diferentes partes. En el caso de que se presente este problema lo que se debe hacer es sacar la densidad de las distintas partes y a partir de las cifras obtenidas extraer el promedio.

La densidad de una sustancia puede variar si se cambia la presión o la temperatura. En el caso de que la presión aumente, la densidad del material también lo hace; por el contrario, en el caso de que la temperatura aumente, la densidad baja. Sin embargo para ambas variaciones, presión y temperatura, existen excepciones, por ejemplo para sólidos y líquidos el efecto de la temperatura y la presión no es importante, a diferencia de los gases que se ve fuertemente afectada.

Existe un instrumento llamado densímetro o hidrómetro que determina la densidad relativa de los líquidos. Consiste en un cilindro y un bulbo (pesado para que flote) de vidrio que en su interior contiene una escala de gramos por centímetro cúbico. Se vierte el líquido en la parte de la jarra alta y el hidrómetro baja hasta que flote libremente, y en la escala se puede ver qué densidad presenta la sustancia en cuestión. Existen varios tipos de densímetros específicos para distintos líquidos: alcoholímetro (alcohol), lactómetro (leche), sacarómetro (melaza), salímetro (sales), entre otros.

En cuanto a las medidas de la densidad son variadas. La utilizada por el Sistema Internacional es kilogramo por metro. También se puede utilizar gramo por centímetro cúbico, gramo por galón, gramo por pie cúbico o libra por pie cúbico.

http://www.misrespuestas.com/que-es-la-densidad.html

ANGELICA DOMINGUEZ MARTINEZ

POLIPASTO

En términos genéricos, el polipasto es una clase de polea, del tipo perteneciente a las llamadas maquinarias simples, las poleas, en sus diferentes variantes, incluido el polipasto, adquirirán la forma y autonomía de trabajo según el fin para el que se la utilice. ¿Y qué es una máquina simple? Es aquella utilizada para dirigir o regular el accionar de una fuerza, su uso implica la compensación de una fuerza de oposición o la elevación de una carga que conlleva un peso de gran resistencia, siempre en condiciones más favorables. A este tipo de máquinas es que pertenece el polipasto. El polipasto, llamado también aparejo, es la combinación de un sistema de poleas, ya fijas o móviles, y es utilizado para alzar cargas de peso elevado. En sí es un grupo de poleas; todas ellas presentan un disco acanalado en sus perfiles y por ese canal se hace pasar la cadena, ese disco gira alrededor de un eje fijo que a su vez, se sostiene por un soporte llamado armadura.

Polipastos fijos y móviles

El sistema de poleas podrán ser polipastos tanto fijos como móviles recorridos por una sola cuerda, ya de acero u otro material -siempre dependerá del objeto o carga a levantarse-. Si el polipasto es fijo, el eje no se desplaza. También es posible cambiar el punto de aplicación que permita hacer esa fuerza. El polipasto puede ser móvil o fijo, pudiendo estar adosado a una maquinaria mayor y más compleja. Los polipastos móviles pueden estar acoplados a rieles aéreos fijos sobre carriles en los techos. Si el polipasto es móvil, el punto de apoyo está en la cuerda y no en el eje. Esto permite realizar movimientos tanto de rotación como de traslación y desplazamiento. El aparejo en sí, va desde la simple y sencilla polea con cuerdas hasta los polipastos presentados como sofisticadas máquinas que, partiendo del uso de motores eléctricos, llegan a componerse, estos polipastos, como base de grúas con avance mecánico, con avance eléctrico e incluso con carros acoplados hasta llegar a tener una gran potencia, reiteramos, dependiendo siempre de la carga a levantar. La ventaja mecánica es definida en máquinas simples como el cociente entre la fuerza resistente o carga (R) y la fuerza aplicada o potencia (P). Si su valor es mayor que la unidad, esto confirma que el esfuerzo debe ser menor para realizar determinado trabajo o levantar una carga específica. Así por el contrario, si el valor es menor que la unidad, la ventaja mecánica será inferior pues deberá hacerse mayor esfuerzo.

Es necesario, en síntesis, recordar entonces que el esfuerzo a realizar estará determinado tanto por la longitud de la cuerda desde el soporte hasta el peso a levantar, como por la cantidad de poleas que componen ese polipasto, en relación directa, claro, con el peso que importe la carga a levantar. Tal es el uso del polipasto cuando su aplicación tiene que ver con maquinaria y cargas pesadas. Y este uso es en industrias del tipo pesado que se encuentra la diferenciación del concepto de polipasto, del de la simple polea, en la utilización específica y dedicada a la manipulación de piezas muy voluminosas y pesadas a través de este sistema complejo que partió de una máquina simple.

http://www.maquinariapro.com/maquinarias/polipasto.html

ANGELICA DOMINGUEZ MARTINEZ

PESO ESPECIFICO

El peso específico de una sustancia se define como su peso por unidad de volumen.
Se calcula dividiendo el peso de un cuerpo o porción de materia entre el volumen que éste ocupa. En el Sistema Técnico, se mide en kilopondios por metro cúbico (kp/m³). En el Sistema Internacional de Unidades, en newton por metro cúbico (N/m³).

Donde:
= peso específico
= es el peso de la sustancia
= es el volumen que la sustancia ocupa
= es la densidad de la sustancia
= es la aceleración de la gravedad

Como el kilopondio representa el peso de un kilogramo, en la Tierra, esta magnitud expresada en kp/m³ tiene el mismo valor numérico que la densidad expresada en kg/m³.
Como vemos, está íntimamente ligado a la densidad de cualquier material y de fácil manejo en unidades terrestres. A pesar de ello, su uso es muy limitado, e incluso incorrecto, en la Física.

GRAVEDAD ESPECIFICA

La gravedad específica es una comparación de la densidad de una sustancia con la densidad del agua: La gravedad Específica = De la sustancia /Del agua La gravedad específica es adimensional y numéricamente coincide con la densidad.

Gravedad Especifica: La gravedad especifica esta definida como el peso unitario del material dividido por el peso unitario del agua destilada a 4 grados centígrados. Se representa la Gravedad Especifica por Gs, y también se puede calcular utilizando cualquier relación de peso de la sustancia a peso del agua siempre y cuando se consideren volúmenes iguales de material y agua. Gs = Ws/v / Ww/v

Procedimiento: Pesamos un matraz vacío, el cual debe estar limpio y seco, al cual se le agrega una cantidad de agua hasta la línea de aforo, luego se la agrega una cantidad de suelo, aproximadamente 50 g, el cual debe pasar por el tamiz 40, y debe estar seco al aire. Luego se saca todo el aire de la mezcla de agua y suelo, lo cual se hace colocando al baño de Maria el matraz con el suelo, y luego colocándolo en una bomba de vacío, repitiendo este ciclo por varias horas, hasta que se determine que el aire del matraz ha salido completamente. Luego se enrasa la cantidad de agua que hace falta, para llegar a la línea de aforo, y se saca el aire nuevamente, si es necesario. El proceso de sacar el aire debe durar de 6 a 8 horas para suelos plásticos, y de 4 a 6 horas para suelos de baja plasticidad. Luego de tener el matraz con la cantidad de agua especificada, se procede a pesar el matraz el cual contiene agua y suelo, al mismo tiempo que se le toma temperatura al agua que esta dentro del matraz. Luego de haber pesado el matraz, la mezcla de agua suelo, se lleva a una cápsula, en donde se colocara al horno, mínimo por 24 horas, para asegurarnos de que la muestra este totalmente seca, y luego se pesa la cápsula. Hay que tener en cuenta de hallar el peso de la cápsula limpia y seca, para poder hallar luego que peso hay de suelos, restando estos dos pesos.

Cálculo: Tenemos que Gs = A Ws / Wma + Ws - Wmas
Teniendo en cuenta que A es la corrección por temperatura que se debe hacer a la muestra, y depende de la siguiente tabla.

http://www.fisicanet.com.ar/fisica/f2lb01/lbf2_15a_Densidad.php

ANGELICA DOMINGUEZ MARTINEZ

GRAVEDAD ESPECIFICA

La gravedad específica :

Es una comparación de la densidad de una sustancia con la densidad del agua La gravedad Específica = De la sustancia /Del agua La gravedad específica es adimensional y numéricamente coincide con la densidad.
Gravedad Especifica: La gravedad especifica esta definida como el peso unitario del material dividido por el peso unitario del agua destilada a 4 grados centígrados Se representa la Gravedad Especifica por Gs, y también se puede calcular utilizando cualquier relación de peso de la sustancia a peso del agua siempre y cuando se consideren volúmenes iguales de material y agua.

Gs = Ws/v / Ww/v

Procedimiento: Pesamos un matraz vacío, el cual debe estar limpio y seco, al cual se le agrega una cantidad de agua hasta la línea de aforo, luego se la agrega una cantidad de suelo, aproximadamente 50 g, el cual debe pasar por el tamiz 40, y debe estar seco al aire. Luego se saca todo el aire de la mezcla de agua y suelo, lo cual se hace colocando al baño de Maria el matraz con el suelo, y luego colocándolo en una bomba de vacío, repitiendo este ciclo por varias horas, hasta que se determine que el aire del matraz ha salido completamente.

Luego se enrasa la cantidad de agua que hace falta, para llegar a la línea de aforo, y se saca el aire nuevamente, si es necesario. El proceso de sacar el aire debe durar de 6 a 8 horas para suelos plásticos y de 4 a 6 horas para suelos de baja plasticidad. Luego de tener el matraz con la cantidad de agua especificada, se procede a pesar el matraz el cual contiene agua y suelo, al mismo tiempo que se le toma temperatura al agua que esta dentro del matraz. Luego de haber pesado el matraz, la mezcla de agua suelo, se lleva a una cápsula, en donde se colocara al horno, mínimo por 24 horas, para asegurarnos de que la muestra este totalmente seca, y luego se pesa la cápsula. Hay que tener en cuenta de hallar el peso de la cápsula limpia y seca, para poder hallar luego que peso hay de suelos, restando estos dos pesos.

Cálculo: Tenemos que Gs = A Ws / Wma + Ws - Wmas
Teniendo en cuenta que A es la corrección por temperatura que se debe hacer a la muestra, y depende de la siguiente


MIREYA NELLY MARTINEZ MALDONADO 2.-6

peso especifico

PESO ESPECIFICO:

El peso específico de una sustancia es el peso de la unidad de volumen.
Se obtiene dividiendo un peso conocido de la sustancia entre el volumen que ocupa.
Llamando p al peso y v al volumen, el peso específico, Pc, vale:

Pc= p/v

Unidades.

Sistema Internacional.
La unidad de peso específico es el N/m3; es decir, el newton (Unidad de fuerza y, por tanto, de peso) entre el m3 (Unidad de volumen).

Sistema Técnico.
Se emplean el kp/m3 y el kp/dm3.
Sistema Cegesimal.
Se utilizaría la dina/cm3, que corresponde a la unidad del sistema internacional.
Principio de Arquímedes.-
Ley física que establece que cuando un objeto se sumerge total o parcialmente en un líquido, éste experimenta un empuje hacia arriba igual al peso del líquido desalojado. La mayoría de las veces se aplica al comportamiento de los objetos en agua, y explica por qué los objetos flotan y se hunden y por qué parecen ser más ligeros en este medio.
El concepto clave de este principio es el `empuje', que es la fuerza que actúa hacia arriba reduciendo el peso aparente del objeto cuando éste se encuentra en el agua.
Un objeto flota si su densidad media es menor que la densidad del agua. Si éste se sumerge por completo, el peso del agua que desplaza (y, por tanto, el empuje) es mayor que su propio peso, y el objeto es impulsado hacia arriba y hacia fuera del agua hasta que el peso del agua desplazada por la parte sumergida sea exactamente igual al peso del objeto flotante. Así, un bloque de madera cuya densidad sea 1/6 de la del agua, flotará con 1/6 de su volumen sumergido dentro del agua, ya que en este punto el peso del fluido desplazado es igual al peso del bloque.
Por el principio de Arquímedes, los barcos flotan más bajos en el agua cuando están muy cargados (ya que se necesita desplazar mayor cantidad de agua para generar el empuje necesario).
Además, si van a navegar en agua dulce no se pueden cargar tanto como si van a navegar en agua salada, ya que el agua dulce es menos densa que el agua de mar y, por tanto, se necesita desplazar un volumen de agua mayor para obtener el empuje necesario. Esto implica que el barco se hunda más.
Densidades y Pesos Específicos:

Sólidos

Densidad (g/ml)
Peso Específico
Plomo
11.4
11.34
Cobre
8.96
8.93
Aluminio

2.70
2.7
4) Parte Experimental:
a). Procedimiento.-
Tomar medidas de los pesos de cada uno de los sólidos suspendidos por si solos sobre el plato de la balanza.
En la probeta tomar una muestra de 15 ml de agua con la ayuda de un gotero.
Introducir el cuerpo de plomo dentro de la probeta con agua y medir la diferencia de volúmenes luego de introducir el cuerpo.

Tomamos como volumen inicial el volumen anteriormente medido para introducir el segundo sólido que es el cobre, así mismo se mide la diferencia de volúmenes.
Repetimos el paso anterior para medir la diferencia de volúmenes del tercer cuerpo.
En un vaso de precipitados tomamos un volumen cualquiera de agua para posteriormente introducir cada uno de los cuerpos suspendidos del gancho de la balanza mediante un pedazo de hilo de tal manera que los cuerpos se sumerjan y queden suspendido dentro del agua para medir su peso aparente.

densidad

DENSIDAD;

En física la densidad de una sustancia, simbolizada habitualmente por la letra griega, es una magnitud referida a la cantidad de masa ontenida en un determinado volumen

Ejemplo: Un objeto pequeño y pesado, como una piedra de granito o un trozo de plomo, es más denso que un objeto grande y liviano hecho de corcho o de espuma de poliuretano,Según un cuento conocido, a Arquímedesle dieron la tarea de determinar si el orfebre de Hierón IIde Siracusa desfalcaba el orola fabricación de una corona dedicada a los dioses, y si además lo sustituía por otro más barato (proceso conocido como aleación
Arquímedes sabía que la corona, de forma irregular, podría ser aplastada en un cubo cuyo volumen se puede calcular fácilmente comparado con la masa. Pero el rey no estaba de acuerdo con esto.
Desconcertado, Arquímedes se dio un relajante baño de inmersión, y observando la subida del agua caliente cuando él entraba en ella, descubrió que podía calcular el volumen de la corona de oro mediante el desplazamiento del agua. Supuestamente, al hacer este descubrimiento salió corriendo desnudo por las calles gritando: "¡Eureka! ¡Eureka!" (Εύρηκα! en griego, que significa: "Lo encontré"). Como resultado, el término "Eureka en el lenguaje común, y se utiliza hoy para indicar un momento de iluminación.

DENSIDAD RELATIVA:

La densidad relativa de una sustanciaes la relaciónexistente entre su densidad y la de otra sustancia de referencia; en consecuencia, es una MAGNITUD adimensional (sin unidades)

UNIDADES DE DENSIDAD:

Unidades de densidad en el Sistema Internacional de Unidades (SI):
kilogramo por metro cúbico (kg/m³).
gramopor centímetro cúbico(g/cm³).
kilogramolitro/L) o kilogramo por decímetro cúbico. El agua tiene una densidad próxima a 1 kg/L (1000 g/dm³= 1 g/cm³ = 1 g/mL
gramo por mililitro (g/mL), que equivale a (g/cm³).
Para los gases suele usarse el gramo por decímetro cúbico(g/dm³) o gramo por litro (g/L), con la finalidad de simplificar con la constante universal de los gases ideales,

DENSIDAD MEDIA PUNTUAL:

(Para un sistema homogéneo la fórmula masa/volumen puede aplicarse en cualquier región del sistema obteniendo siempre el mismo resultado.
Sin embargo, un sistema heterogéneo no presenta la misma densidad en partes diferentes. En este caso, hay que medir la "densidad media", dividiendo la masa del objeto por su volumen o la "densidad puntual" que será distinta en cada punto, posición o porción infinitesimal del sistema, y que vendrá definida por

DENSIDAD APARENTE Y REAL:

La densidad aparente es una magnitud aplicada en materiales porosos como el suelo los cuales forman cuerpos heterogéneos con intersticios de aire u otra sustancia normalmente más ligera, de forma que la densidad total del cuerpo es menor que la densidad del material poroso si se compactase.

CAMBIOS DE DENSIDAD:

En general, la densidad de una sustancia varía cuando cambia la presión o la temperatura
Cuando aumenta la presión, la densidad de cualquier material estable también aumenta.
Como regla general, al aumentar la temperatura, la densidad disminuye (si la presión permanece constante). Sin embargo, existen notables excepciones a esta regla. Por ejemplo, la densidad del agua crece entre el punto de fusión (a 0 °C los 4 °Calgo similar ocurre con el silicio a bajas temperaturas.[cita requerida
El efecto de la temperatura y la presión en los sólidos y líquidos es muy pequeño, por lo que típicamente la compresibilidad de un líquido o sólido es de 10–6 bar–1 (1 bar=0,1 MPa) y el coeficiente de dilatación térmica es de 10–5 K–1.
Por otro lado, la densidad de los gases es fuertemente afectada por la presión y la temperatura. La ley de los gases idealesmatemáticamente la relación entre estas tres magnitudes:

GRAVEDAD ESPECIFICA

La gravedad especifica esta definida como el peso unitario del material dividido por el peso unitario del agua destilada a 4 grados centígrados. Se representa la Gravedad Especifica por Gs, y también se puede calcular utilizando cualquier relación de peso de la sustancia a peso del agua siempre y cuando se consideren volúmenes iguales de material y agua.

Gs = Ws/v / Ww/v

La gravedad específica sirve para hacer cálculos de cuanto material se puede extraer de una labor minera, un ejemplo claro vemos que la empresa Graña y Montero usa la gravedad específica para hacer un informe de cuanto se ha extraído de material estéril a lo cual ellos se dedican, ayudándose de instrumentos como la estación total, donde les ayuda a determinar el área de extracción, y con los datos de gravedad específica determinan su volumen.

se define como el cociente del densidad de una sustancia dada a la densidad de agua, cuando ambos están en la misma temperatura, es por lo tanto una cantidad sin dimensiones (véase abajo). Las sustancias con una gravedad específica la mayor que son más densas que riegan, y tan (no haciendo caso tensión de superficie los efectos) se hundirán en él, y ésos con una gravedad específica de menos de una son menos densos que riegan, y así que flotarán en ella. La gravedad específica es un caso especial, o en de algunos usos sinónimos con, densidad relativa , con el último término preferido a menudo en la escritura científica moderna. El uso de la gravedad específica se desalienta en uso técnico en los campos científicos que requieren la alta precisión - se prefiere la densidad real (en dimensiones de la masa por volumen de unidad).
Gravedad específica, SG, se expresa matemáticamente como:
donde es la densidad de la sustancia, y es la densidad del agua. (Por la convención ρ, la letra griega rho, denota densidad.) que la densidad del agua varía con temperatura y la presión, y es generalmente referir gravedad específica a la densidad en 4°C (39.2°F) y a una presión normal de 1 atmósfera. En este caso es igual a 1000 kilogramos·m−3 en Unidades del SI (o 62.43 libras·pie−3 en Unidades acostumbradas de Estados Unidos).Dado la gravedad específica de una sustancia, su densidad real puede ser calculada invirtiendo el fórmula antedicho:
Una sustancia de la referencia con excepción del agua se especifica de vez en cuando (por ejemplo, aire), en este caso la gravedad específica significa la densidad en relación con esa referencia.
La gravedad específica está por la definición sin dimensiones y por lo tanto no el dependiente en el sistema de unidades utilizó (e.g. lingotes·pie−3 o kilogramo·m−3). Sin embargo, las dos densidades se deben por supuesto convertir a las mismas unidades antes de realizar el cálculo numérico del cociente.

PESO ESPECIFICO

La densidad está relacionada con el grado de acumulación de materia (un cuerpo compacto es, por lo general, más denso que otro más disperso), pero también lo está con el peso. Así, un cuerpo pequeño que es mucho más pesado que otro más grande es también mucho más denso. Esto es debido a la relación P = m · g existente entre masa y peso. No obstante, para referirse al peso por unidad de volumen la física ha introducido el concepto de peso específico pe que se define como el cociente entre el peso P de un cuerpo y su volumen
El peso específico representa la fuerza con que la tierra atrae a un volumen unidad de la misma sustancia considerada.
La relación entre peso específico y densidad es la misma que la existente entre peso y masa. En efecto:
siendo g la aceleración de la gravedad.
La unidad del peso específico en el SI es el N/m3.

PESO ESPECÍFICO representa el cociente entre el peso de un mineral y el peso de un volumen equivalente de agua. Por ejemplo, si un mineral pesa tres veces un volumen equivalente de agua, su peso específico es 3.

El peso especifíco de una sustancia se define como su peso por unidad de volumen.
Se calcula dividiendo el peso de un cuerpo o porción de materia entre el volumen que éste ocupa. En el sistema tecnico, se mide en kilopondios por metro cúbico (kp/m³). En el sistema internacional de unidades, en newton por metro cúbico (N/m³).
Donde:
= peso específico
= es el peso de la sustancia
= es el volumen que la sustancia ocupa
= es la densidad de la sustancia
= es la aceleración de la gravedad
Como el kilopondio representa el peso de un kilogramo, en la Tierra, esta magnitud expresada en kp/m³ tiene el mismo valor numérico que la densidad expresada en kg/m³.
Como vemos, está íntimamente ligado a la densidad de cualquier material y de fácil manejo en unidades terrestres. A pesar de ello, su uso es muy limitado, e incluso incorrecto, en la Física.

FISICA
CONCEPTOS Y APLICACIONES
SEXTA EDICION
PAUL E, TIPPENS

RAMIREZ HERNANDEZ KAREN GEORGINA

DENSIDAD

Aunque toda la materia posee masa y volumen, la misma masa de sustancias diferentes tienen ocupan distintos volúmenes, así notamos que el hierro o el hormigón son pesados, mientras que la misma cantidad de goma de borrar o plástico son ligeras. La propiedad que nos permite medir la ligereza o pesadez de una sustancia recibe el nombre de densidad. Cuanto mayor sea la densidad de un cuerpo, más pesado nos parecerá.

La densidad se define como el cociente entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa. Así, como en el S.I. la masa se mide en kilogramos (kg) y el volumen en metros cúbicos (m3) la densidad se medirá en kilogramos por metro cúbico (kg/m3). Esta unidad de medida, sin embargo, es muy poco usada, ya que es demasiado pequeña. Para el agua , por ejemplo, como un kilogramo ocupa un volumen de un litro, es decir, de 0,001 m3, la densidad será de:
La mayoría de las sustancias tienen densidades similares a las del agua por lo que, de usar esta unidad, se estarían usando siempre números muy grandes. Para evitarlo, se suele emplear otra unidad de medida el gramo por centímetro cúbico (gr./c.c.), de esta forma la densidad del agua será:

Las medidas de la densidad quedan, en su mayor parte, ahora mucho más pequeñas y fáciles de usar. Además, para pasar de una unidad a otra basta con multiplicar o dividir por mil.

POR EJEMPLO:

Sustancia
Densidad en kg/m3
Densidad en g/c.c.
Agua
1000
1
Aceite
920
0,92
Gasolina
680
0,68
Plomo
11300
11,3
Acero
7800
7,8
Mercurio
13600
13,6
Madera
900
0,9
Aire
1,3
0,0013
Butano
2,6
0,026
Dióxido de carbono
1,8
0,018

La densidad de un cuerpo está relacionada con su flotabilidad, una sustancia flotará sobre otra si su densidad es menor. Por eso la madera flota sobre el agua y el plomo se hunde en ella, porque el plomo posee mayor densidad que el agua mientras que la densidad de la madera es menor, pero ambas sustancias se hundirán en la gasolina, de densidad más baja.

Densidad: La densidad es una característica de cada sustancia. Nos vamos a referir a líquidos y sólidos homogéneos. Su densidad, prácticamente, no cambia con la presión y la temperatura; mientras que los gases son muy sensibles a las variaciones de estas magnitudes.

POR EJEMPLO:
Masa de agua
Volumen de agua
m1
V1
m2
V2
m3
V3
Hacemos otras medidas similares con aceite:
Masa de aceite
Volumen de aceite
m4
V4
m5
V5
m6
V6

la densidad de una sustancia, simbolizada habitualmente por la letra griega , es una magnitud referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen.
Ejemplo: un objeto pequeño y pesado, como una piedra de granito o un trozo de plomo, es más denso que un objeto grande y liviano hecho de corcho o de espuma de poliuretano.

La densidad o densidad absoluta es la magnitud que expresa la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo. Su unidad en el Sistema Internacional es el kilogramo por metro cúbico (kg/m3), aunque frecuentemente se expresa en g/cm3. La densidad es una magnitud intensiva
donde ρ es la densidad, m es la masa y V es el volumen del determinado cuerpo.

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CONCEPTOS Y APLICACIONES
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RAMIREZ HERNANDEZ KAREN GEORGINA

POLIPASTO

Se llama polipasto a una máquina que se utiliza para levantar o mover una carga con una gran ventaja mecánica, porque se necesita aplicar una fuerza mucho menor al peso que hay que mover. Lleva dos o más poleas incorporadas para minimizar el esfuerzo.
Estos mecanismos se utilizan mucho en los talleres o industrias que cargan elementos y materiales muy pesados para hacer más rápida y fácil la elevación y colocación de estas piezas en las diferentes máquinas - herramientas que hay en los talleres o almacenes, así como cargarlas y descargarlas de los camiones que las transportan.
Suelen estar sujetos a un brazo giratorio que hay acoplado a una máquina, o pueden ser móviles guiados por rieles colocados en los techos de las naves industriales.
Los polipastos tienen varios tamaños o potencia de elevación; los pequeños se manipulan a mano y los más grandes llevan incorporados un motor electrico.

Si nos situamos en la Historia, es el genio nacido en Siracusa en el siglo III a. C., Arquímedes, quien diseña el primer sistema de poleas a instancias de un pedido de su rey y mecenas, Hierón II, tirano de Siracusa, quien preocupado por hacer frente y poder derrotar al ejército romano, encargó al sabio siracusano una máquina capaz de hacer frente al enemigo. Y así fue que nació el primer sistema de poleas o polipasto: una especie de grúa que, con una inmensa boca a modo de tenaza en su extremo, era capaz de enganchar y levantar a los barcos enemigos. Para definir qué es un polipasto es necesario situarnos en el tipo de mecanismos pensados para facilitar el traslado, arrastre o acarreo de objetos pesados con la facilidad que supone, dado que de esa forma, el polipasto, como cualquier otro tipo de polea, minimiza el esfuerzo humano y ahorra energía tanto humana como mecánica.

En términos genéricos, el polipasto es una clase de polea, del tipo perteneciente a las llamadas maquinarias simples, las poleas, en sus diferentes variantes, incluido el polipasto, adquirirán la forma y autonomía de trabajo según el fin para el que se la utilice. ¿Y qué es una máquina simple? Es aquella utilizada para dirigir o regular el accionar de una fuerza, su uso implica la compensación de una fuerza de oposición o la elevación de una carga que conlleva un peso de gran resistencia, siempre en condiciones más favorables. A este tipo de máquinas es que pertenece el polipasto. El polipasto, llamado también aparejo, es la combinación de un sistema de poleas, ya fijas o móviles, y es utilizado para alzar cargas de peso elevado. En sí es un grupo de poleas; todas ellas presentan un disco acanalado en sus perfiles y por ese canal se hace pasar la cadena, ese disco gira alrededor de un eje fijo que a su vez, se sostiene por un soporte llamado armadura.
Polipastos fijos y móviles
El sistema de poleas podrán ser polipastos tanto fijos como móviles recorridos por una sola cuerda, ya de acero u otro material -siempre dependerá del objeto o carga a levantarse-. Si el polipasto es fijo, el eje no se desplaza. También es posible cambiar el punto de aplicación que permita hacer esa fuerza. El polipasto puede ser móvil o fijo, pudiendo estar adosado a una maquinaria mayor y más compleja. Los polipastos móviles pueden estar acoplados a rieles aéreos fijos sobre carriles en los techos. Si el polipasto es móvil, el punto de apoyo está en la cuerda y no en el eje. Esto permite realizar movimientos tanto de rotación como de traslación y desplazamiento. El aparejo en sí, va desde la simple y sencilla polea con cuerdas hasta los polipastos presentados como sofisticadas máquinas que, partiendo del uso de motores eléctricos, llegan a componerse, estos polipastos, como base de grúas con avance mecánico, con avance eléctrico e incluso con carros acoplados hasta llegar a tener una gran potencia, reiteramos, dependiendo siempre de la carga a levantar. La ventaja mecánica es definida en máquinas simples como el cociente entre la fuerza resistente o carga (R) y la fuerza aplicada o potencia (P). Si su valor es mayor que la unidad, esto confirma que el esfuerzo debe ser menor para realizar determinado trabajo o levantar una carga específica. Así por el contrario, si el valor es menor que la unidad, la ventaja mecánica será inferior pues deberá hacerse mayor esfuerzo.

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RAMIREZ HERNANDEZ KAREN GEORGINA

MOVIMIENTO DE RODAR

Es el movimiento de un cuerpo (un aro, un cilindro o una esfera) que rueda a lo largo de un plano inclinado.
Las fuerzas que actúan sobre el cuerpo son:

1.-el peso
2.-la reacción del plano inclinado
3.-la fuerza de rozamiento en el punto de contacto entre la rueda y el plano.

Descomponemos el peso en una fuerza a lo largo del plano y otra perpendicular al plano inclinado. las ecuaciones del movimiento son la siguientes:

Movimiento de traslación del c.m.

mg·senq -Fr=mac

Movimiento de rotación alrededor de un eje que pasa por el c.m.

FrR=Ica
Relación entre el movimiento de traslación y rotación (rueda sin deslizar)

ac=a R
Si conocemos el ángulo de inclinación q y el momento de inercia Ic del cuerpo que rueda, calculamos ac y el valor de la fuerza de rozamiento Fr.

Si deseamos calcular la velocidad del cuerpo después de haber recorrido una longitud x a lo largo del plano inclinado, partiendo del reposo, empleamos las ecuaciones de la del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado
La velocidad final vc del c. m. del cuerpo al llegar al final del plano inclinado es
Siendo h la altura de partida del cuerpo referida a la posición final, h=x·senq.

BALANCE DE ENERGIA:

La energía cinética de un cuerpo que rueda es la suma de la energía cinética de traslación del c.m. y la energía cinética de rotación alrededor del c.m.

Trabajo de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo
El trabajo total de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo que rueda es la suma del trabajo en el movimiento de traslación más el trabajo en el movimiento de rotación

W=Wt+Wt

El trabajo en el movimiento de traslación es
Wt=(mgsenq -Fr)x=mgh-Frx
El trabajo en el movimiento de rotación es Wr=Mf =FrRf =F

El trabajo total es W=mgh

Como vemos la fuerza de rozamiento en el movimiento de rodar produce dos trabajos de la misma magnitud pero de signos opuestos. Esta es la razón por la que no tenemos que incluir el trabajo de la fuerza de rozamiento en el balance de energía.
El trabajo de la resultante de las fuerzas que actúan sobre un cuerpo modifica su energía cinética (de traslación del c.m. y de rotación alrededor de un eje que pasa por el c.m.)
La velocidad final vc del c. m. del cuerpo al llegar al final del plano inclinado es la misma que hemos calculado a partir de la dinámica.
El cuadrado de la velocidad del c.m. vc es proporcional a la altura inicial h. Podremos comprobar esta relación en el applet al final de esta página.

MOVIMIENTO RODAR DE DEZLIZAMIENTO:

Cuando un cuerpo rueda sin deslizar, la fuerza de rozamiento( Fr) es desconocida y se calcula resolviendo las ecuaciones del movimiento, tal como hemos visto en el apartado movimiento de rodar sin deslizar
Para que haya movimiento de rodar sin deslizar se tiene que cumplir que Fr£ µs·N
Donde µs es el coeficiente de rozamiento estático que depende de la naturaleza de los cuerpos en contacto, la rueda y el carril, y N la reacción del plano inclinado N=mg·cosq .
El cuerpo rueda por el plano inclinado sin deslizar hasta un determinado ángulo límite, aquél en el que se cumple.

ECUACIONES DE LA DINAMICA:

Si no se cumple esta condición el cuerpo rueda y desliza, la fuerza de rozamiento toma el valor f=µk·N. Donde µk es el coeficiente de rozamiento dinámico,
Las ecuaciones del movimiento del centro de masa del cuerpo son ahora:

Movimiento de traslación del c.m.

mg·senq -µk·mg·cosq =mac.

Movimiento de rotación alrededor de un eje que pasa por el c.m.
µk·mg·cosq ·R=Ic·a

Despejamos ac y a

Se deja de cumplir la condición de rodar sin deslizar ac=a R.

La velocidad final vc del c. m. del cuerpo al llegar al final del plano inclinado después de haber recorrido una distancia x, o haber descendido una altura h.

La velocidad angular w del cuerpo después de haber girado un ángulo f

BALANCE ENERGETICO:

La energía inicial del cuerpo es la energía potencial (mgh)
la energía final del cuerpo es la suma de la energía cinética de traslación del c.m., más la energía cinética de rotación alrededor del c.m.

Trabajo Wr de la fuerza de rozamiento f=µk·mg·cosq
En el movimiento de traslación
- f·x
En el movimiento de rotación
f·R·f
El trabajo total es:

El trabajo de la fuerza de rozamiento modifica la energía del cuerpo, y es igual a la diferencia entre la energía final e inicial del cuerpo, Wr=Ef-Ei
Se anula el trabajo de la fuerza de rozamiento correspondiente al movimiento de rotación f·R·f con la energía cinética de rotación. Obtenemos la misma expresión para la velocidad del c.m. vc que la deducida a partir de las ecuaciones de la dinámica.

VELOCIDAD CENTRAL DE C.M DEL CUERPO EN FUNCION DE LA ALTURA:

Si el ángulo del plano inclinado θ≤θc el cuerpo rueda sin deslizar
la velocidad final vc que alcanza el cuerpo en función de su altura inicial h
el cuadrado de la velocidad del c.m. es proporcional a la altura h
si el ángulo del plano inclinado θ>θc el cuerpo rueda y desliza
siendo x la distancia fija que recorre el cuerpo a lo largo del plano inclinado
El ángulo crítico se calcula mediante la fórmula

Ejemplo:

El cuerpo es un cilindro k=0.5
el coeficiente μ= μs= μk=0.15

Distancia que recorre el cuerpo a lo largo del plano inclinado x=1 m
El ángulo crítico θc =24.2º
En la figura, se representa en el eje horizontal las alturas h de partida del cuerpo h=x·senθ. En el eje vertical, los cuadrados de la velocidad del c.m. del cuerpo.
La recta de color rojo, muestra el comportamiento del cilindro cuando rueda sin deslizar, el ángulo del plano inclinado θ≤θc
La curva de color azul, muestra el comportamiento del cilindro cuando rueda y desliza, el ángulo del plano inclinado θ>θc

REFERENCIAS:

Basta, Di Gennaro, Piccciarelli. A desktop apparatus for studying rolling motion. Phys. Educ. 34 (6) November 1999, pp. 371-375

Carvalho P. S., Sampaio e Sousa A. An inexpensive technique to measure coefficients of friction with rolling solids. The Physcis Teacher, Vol 43, November 2005, pp. 548-550



MARTINEZ MIREYA MALDONADO NELLY

CONTINUACION

PRECURSOR MAS INPORTANTE:

Una de las más célebres historias sobre Galileo Galilei . Es la referente al lanzamiento de diferentes masas desde lo alto de la torre de Pisa , (una bola de hierro y una pluma según versiones exageradas) para demostrar que el tiempo que tardaban en alcanzar el suelo era el mismo en contra de lo que planteaba Aristóteles que creía que los objetos más pesados caían más deprisa que los ligeros.
No se sabe con seguridad si la historia es cierta pero sí se conoce que realizó experimentos con el plano inclinado para llegar a la misma conclusión, que «los objetos se aceleran independientemente de su masa» ya que como acabamos de ver un plano inclinado sólo ralentiza el movimiento de caída (disminuye el valor de la aceleración) pero no altera su naturaleza (la aceleración sigue siendo constante).

En sus experimentos Galileo dejaba rodar esferas de distinta masa por un plano inclinado y de sus resultados concluyó además que partiendo del reposo, con la bola parada en el punto más alto del plano inclinado, la distancia recorrida era proporcional al cuadrado del tiempo transcurrido. es la referente al lanzamiento de diferentes masas desde lo alto de la torre de pisa (una bola de hierro y una pluma según versiones exageradas) para demostrar que el tiempo que tardaban en alcanzar el suelo era el mismo en contra de lo que planteaba Aristóteles que creía que los objetos más pesados caían más deprisa que los ligeros.

APLICACIONES :

Las rampas y planos han sido muy empleados desde la antigüedad para alzar las piedras en la construcción de edificios y otras estructuras (véase megalitismo, para transportar el agua grandes distancias hasta las poblaciones y los campos de regadío mediante acueductos y canales en redes de alcantarillado y ya en el siglo XIX con la invención del ferrocarril primero y el automóvil después en el trazado de carreteras y vías de ferrocarril y funicular para salvar desniveles.
En las obras hidráulicas la elección de la pendiente debe ser tal que el agua circule lo suficientemente rápido como para que no se produzca sedimentación, que obstruiría el canal, pero limitando la velocidad para que la erosión del canal no sea elevada.
En vías de ferrocarril la pendiente viene limitada por el valor del rozamiento entre la llanta y la vía en las condiciones más desfavorables (con la vía mojada) ya que superado cierto valor en el ascenso la llanta desliza sin avanzar mientras que en el descenso se disminuye la capacidad de frenado; en la práctica raramente se superan valores del 5%. En la construcción de funiculares con pendientes grandes la función de la llanta es de guía elevándose los vagones mediante cables y contrapesos o cremalleras.

En el transporte marítimo, se ha utilizado igualmente una variante del funicular, el montabarcos, siendo el primero de este tipo construido el del Canal Ketley en Inglaterra en 1788 El conjunto consta de una bañera o cuenco, en la que flotan las embarcaciones, que se mueve sobre railes. En el Canal de La Marne en el río Rin en Alsacia-Lorraine hay uno en funcionamiento.
Un tipo particular es el «tambor montabarcos», un gran cilindro hueco que rueda sobre guías transportando las embarcaciones en su interior. Para pequeñas embarcaciones o en astilleros se prescinde de la bañera montando la embarcación directamente en un carro que se desplaza sobre carriles permitiendo su transporte a dique seco.
Como medio de manutención en la industria se utiliza con fruición la cinta transportadora, un plano inclinado móvil que arrastra los objetos por rozamiento y en edificios comerciales y de oficinas y aún en las calles escaleras mecánicas que son en realidad evoluciones del anterior para el traslado de las personas en los que por comodidad se han introducido peldaños.
Por último cabe mencionar el papel que juega las rampas sean naturales o artificiales y con diversos perfiles en prácticas deportivas como el esquí (descenso y salto), (skateboarding) y otras.

REFERENCIAS:


Para que todas las fuerzas estén en equilibrio debe existir una reacción normal (N) del plano inclinado contra el bloque igual en magnitud a la componente V. Generalmente la fuerza de rozamiento se expresa como el producto del coeficiente de rozamiento por N (en nuestro caso N = V).
↑ Véase Curso Interactivo de Física en Internet, por Ángel Franco García para un análisis más detallado de la pérdida del equilibro en un plano inclinado.
↑ Hütte, Manual del Ingeniero, Gustavo Gili, Barcelona, 1938, tomo III, p. 830.
↑ Véase Wikipedia (inglés) - Canal inclined plane

MIREA NELLY MARTINEZ MALDONADO

mas sobre maquinas

El plano inclinado

Punto inportante de partida de un nutrido grupo de operadores y mecanismos cuya utilidad tecnológica es indiscutible. Sus principales aplicaciones son tres:
Se emplea en forma de rampa para reducir el esfuerzo necesario para elevar una masa (carreteras, subir ganado a camiones, acceso a garajes subterráneos, escaleras...).

En forma de hélice para convertir un movimiento giratorio en lineal (tornillo de Arquímedes, tornillo, sinfín, hélice de barco, tobera...)
En forma de cuñapara apretar (sujetar puertas para que no se cierren, ensamblar piezas de madera...), en si es una máquina simple que permite subir objetos realizando menos fuerza. Para calcular la tensión de la cuerda que equilibra el plano, descomponemos las fuerzas y hacemos la sumatoria sobre cada eje. Es recomendable girar el sistema de ejes de tal forma que uno de ellos quede paralelo al plano. Con esto se simplifican las cuentas ya que la sumatoria de fuerzas en X tiene el mismo ángulo que la tensión que lo equilibra.

Ademas de que abarca la porción de suelo que forma un cierto ángulo con la horizontal sin llegar a ser vertical, es decir, siendo el ángulo 0º < α < 90º. El plano inclinado, es una de las maquinas simples, que permite reducir la fuerza que es necesario realizar para elevar o descender un peso.

DONDE SE ABARCRAN LOS SIGUIENTES PUNTOS:

EQUILIBRIO:

Un bloque como el mostrado en la figura situado sobre un plano cuya inclinación puede modificarse a voluntad. En una posición cualquiera (dada por el ángulo α), el peso (P) del bloque, que como sabemos es una magnitud (vertical y hacia abajo), puede descomponerse en sus componentes H y V, paralela y perpendicular al plano inclinado respectivamente:

H = Psenα
V = Pcosα

Ademas , entre la cara inferior del bloque y el plano inclinado, existe una fuerza de rozamiento que impide que el bloque deslice al incrementar el ángulo de inclinación α. Esta fuerza de rozamiento es proporcional a la fuerza perpendicular ejercida por el bloque sobre el plano inclinado (V), siendo el factor de proporcionalidad el coeficiente de rozamiento

FR = μV = μPcosα

La pérdida del equilibrio, es decir, el descenso del bloque puede darse en dos circunstancias:

Deslizamiento: A medida que incrementamos el ángulo α, la componente H se incrementa, mientras la V disminuye, llegando un momento en el que se vence la fuerza de rozamiento; en el límite, cuando α = α1:
H = FR
Psenα1 = μPcosα1
tanα1 = μ

Vuelco: Antes de alcanzar dicho valor puede darse la circunstacia de que el bloque vuelque sin deslizar. Esta situación se producirá si la vertical desde el centro de gravedad asoma fuera de la base de apoyo; en la figura se muestra la situación límite; si el ángulo α se incrementa por encima de (α2 ) ,se producirá el vuelco. Si llamamos a a la altura del bloque, b a la longitud de su base y β al ángulo de la diagonal (que pasará por el centro del gravedad si el bloque es homogéneo y de forma rectangular.

ENTONCES SE DICE QUE :

Cuanto más achatado es el bloque (mayor b y menor a), mayor ha de ser el ángulo de inclinación para que se produzca el vuelco; y mayor la probabilidad de que se produzca primero el deslizamiento. (Por el contrario, cuanto mayor sea el coeficiente de rozamiento, mayor será la probabilidad de que se produzca el vuelco antes que el deslizamiento. )


ASCENSO:

Para conseguir desplazar el bloque, la fuerza (F) que debemos realizar, es la suma de la componente H y la fuerza de rozamiento; con los valores antes calculados:

Resulta evidente que si en vez del plano inclinado, se tratára de levantar el bloque sin más ayuda que nuestros propio músculos, la fuerza que tendríamos que realizar sería la del peso del bloque debido a la actuación de la gravedad.

(Si no hay rozamiento, μ=0, la fuerza necesaria para elevar el peso puede escribirse: )

Y dado que el seno de un ángulo menor que 90º (la vertical) es menor que la unidad, la fuerza a realizar será siempre menor que la necesaria para elevar el peso sin la ayuda del plano inclinado y además, tanto menor cuanto más pequeña sea la inclinación (pendiente) del plano.
Por eso se dice que el uso del plano inclinado tiene una ventaja mecánica, es decir, ofrece la posibilidad de mover grandes pesos realizando fuerzas pequeñas, ventaja que puede expresarse numéricamente mediante el valor de la pendiente del plano usualmente expresado en tanto por ciento.
Así, si un plano tiene una pendiente del 10% la fuerza a aplicar mantendrá la misma relación con el peso del objeto, si éste pesa 100 N, la fuerza necesaria será de sólo 10 N.
Evidentemente no viola el principio de conservación de la energía ya que la disminución de la fuerza aplicada se hace a expensas de incrementar en igual proporción la longitud (el tiempo o duración) durante la que se aplica la fuerza;

DESCENSO:

Si el bloque desliza por el plano inclinado y se trata de averiguar de qué modo lo hace. Ahora ya no hay ninguna fuerza aplicada, simplemente actúa el propio peso del bloque y la fuerza de rozamiento, de modo que la suma de ambas, como sabemos por la 2.ª ley de Newton será igual al producto de la masa por la aceleración.

ma = H − FR

Sustituyendo valores:

Y despejando

Siendo g el valor de la aceleración de la gravedad que expresa la relación que existe entre el peso de un objeto y su masa.
Como puede apreciarse el movimiento del bloque es con aceleración constante, «uniformemente acelerado», ya que la pendiente del plano inclinado (α), el rozamiento (μ) y la aceleración de la gravedad (g) también lo son lo que significa que el bloque irá ganando velocidad a medida que desciende por la pendiente. Éste es el caso de un automóvil, por ejemplo, y la razón por la que no se recomienda descender pendientes en punto muerto ya que el coche incrementa su velocidad sin impedimento y obliga a pisar el freno continuamente provocando su recalentamiento y en última instancia el fallo (quedándonos sin frenos), mientras que si el motor está encendido y una marcha baja engranada el propio motor actúa de freno disminuyendo la aceleración del descenso.

MAQUINAS SIMPLES

El hombre siempre ha buscado cómo realizar un trabajo de manera más cómoda y que le posibilite ejercer una fuerza mayor a la que podría aplicar sólo con sus músculos. Para ello, ha construido desde herramientas sencillas llamadas máquinas simples hasta maquinas complejas, cuyo funcionamiento parte del principio en el cual se basan las máquinas simples.

Una máquina simple es un dispositivo que se usa para cambiar la magnitud y/o la dirección en que se aplica una fuerza. Su característica principal es que transmiten la fuerza de modo directo, tal es el caso de la palanca, el plano inclinado, la polea y el torno. El tornillo y la cuña a veces se consideran máquinas simples, pero en realidad son aplicaciones del plano inclinado. En las máquinas co`mplejas la transmision se efectúa mediante mecanismos combinados en un sistema formado por un número mayor o menor de máquinas simples. Es importante señalar que una máquina simple o una compleja no realiza un trabajo menor, sólo lo hace más facil. Sin embargo, la mayoria proporciona una ventaja mecánica, misma que se presenta cuando el peso levantado (fuerza de salida) es mayor que la fuerza aplicada (fuerza de entrada); en este caso, se dice que la máquina es un multiplicador de fuerzas. Una máquina simple o compleja no tiene fuente de energía propia; por ello, es necesario suministrarle un trabajo, llamado de entrada, para que pueda modificar, por medio de un trabajo llamado de salida, la posición, estado de movimiento o forma de los cuerpos, acuñar monedas o estampar sellos con un troquel fabricado con un bloque de acero grabado, prensar algodón, laminar materiales, entre otras cosas.

Cuantificación de la ventaja mecánica

La ventaja mecánica (Vm) de una máquina simple se calcula al dividir el valor del peso o carga levantada que recibe el nombre de fuerza de salida (Fs), entre el valor de la fuerza aplicada para levantar dicho peso, llamada fuerza de entrada (Fe), su modelo matemático es:

Vm= Fs / Fe

En virtud de la importancia que tienen las máquinas simples por su aplicación en nuestra vida cotidiana, revisemos cada una de ellas.

PALANCA

Una palanca, como la FIGURA 5.59 consiste normalmente en una barra o una varilla rígida, de madera o metal, que se hace girar sobre un punto fijo denominado fulcro o punto de apoyo. Cuando se requiere levantar un cuerpo pesado, se le coloca en el extremo más corto para reducir su brazo de palanca, mientras que la fuerza aplicada se colocará a la mayor distancia posible del punto de apoyo o fulcro, de tal manera que su brazo de palanca sea el mayor y la fuerza necesaria que se debe aplicar para levantar el cuerpo sea del menor valor posible.

Existen tres tipos de palancas dependiendo del lugar donde se localice el fulcro o punto de apoyo, la fuerza aplicada y la carga o resistencia. En las llamadas de primer género, el punto de apoyo se localiza entre la fuerza aplicada y la carga o resistencia, tal es el caso de utilizar un sacaclavos o unas tijeras (FIGURA 5.61); en éstas se combinan dos palancas.

En las palancas de segundo género, la resistencia se localiza entre el punto de apoyo y la fuerza aplicada, tal es el caso de un destapador de refrescos, una carretilla o un cascanueces (FIGURA 5.62).

En las palancas de tercer género, es la fuerza aplicada la que se encuentra localizada entre el punto de apoyo y la resistencia, por ejemplo, una pinza para sujetar pan o hielo y la pala. (FIGURA 5.63).

PLANO INCLINADO

Un plano inclinado consta simplemente de una rampa, es decir, una superficie plana con un ángulo mucho menor de 90º respecto al suelo o eje horizontal (FIGURA 5.64).

El plano inclinado se utiliza cuando es necesario subir cajas, muebles, refrigeradores, animales, barriles u otros cuerpos a un camión de carga o a cierta altura de una casa o construccion, pues siempre será más fácil subir un cuerpo a través de un plano inclinado en lugar de levantarlo de modo vertical, ya que la fuerza aplicada será menor, pero recorrerá una mayor distancia. Por tanto, el producto de la fuerza aplicada (Fe) para subir un cuerpo por la distancia recorrida (de) será igual al producto del peso levantado (Fs) por la altura a la cual se levantó (ds). En otras palabras:

Trabajo realizado por la fuerza aplicada (Fe) a un cuerpo a lo largo (de) del plano inclinado, igual al trabajo que se requeriría efectuar para subir al cuerpo de determinado peso (Fs) a la altura (ds) del plano. De donde:

Fede= Fsds

Por tanto, no se realiza un trabajo menor al subir el cuerpo por un plano inclinado, pero sí se hace más fácil al aplicar una fuerza menor no obstante que se necesita recorrer una distancia mayor, o sea la longitud de la rampa.

RUEDAS Y POLEAS

La rueda es un cuerpo de forma circular que gira sobre un eje que pasa por su centro. Las ruedas más antiguas que se conocen se construyeron hace unos 3500 años a.C. en la antigua Mesopotamia y estaban constituidas por un solo disco sólido de madera fijado a un eje redondo. Alrededor del año 2000 a.C. se eliminaron secciones del disco para reducir su peso por medio de rayos. (FIGURA 5.68).

La invención de la rueda significó un gran avance de la civilización y en la actualidad tiene múltiples usos en vehículos, sistemas de transporte, máquinas, molinos, motores, torno, poleas, entre otros.

POLEAS

Una polea es una máquina simple y está constituida por un disco acanalado que gira alrededor de un eje fijo por medio de una cuerda que pasa por el canal del dico.

POLEA FIJA

Una polea fija, como la que se muestra en la FIGURA 5.69, no ofrece ninguna ventaja macánica toda vez que la fuerza aplicada es igual al valor del peso levantado; sin embargo, nos facilita el trabajo, ya que es más fácil subir el peso jalando hacia abajo la cuerda que si lo tuviéramos que cargar para elevarlo a cierta altura.

POLEA MÓVIL

Con una polea móvil, como la que se ilustra en la FIGURA 5.70, sí se obtiene una ventaja mecánica, ya que la fuerza aplicada es igual a la mitad del valor del peso levantado, toda vez que el peso es soportado por ambos segmentos de la cuerda. La polea fija sólo nos sirve para cambiar el sentido de la fuerza aplicada para que en lugar de aplicar la fuerza hacia arriba jalemos la cuerda hacia abajo. Podemos reducir aún más la fuerza aplicada para levantar una carga cualquiera si formamos un sistema con varias poelas fijas llamado polipasto o cuadernal (FIGURA 5.71).

El valor de la fuerza aplicada será igual a dividir el valor de la carga levantada entre el número de segmentos de cuerda que sostiene la carga que se quiere mover, excepto el segmento de cuerda sobre el que se aplica la fuerza. Es importante considerar que la fricción que se produce entre la cuerda y las poleas reduce la ventaja mecánica real, por lo que en general se utiliza un máximo de cuatro poleas.

COMBINACIONES COMUNES DE LAS MÁQUINAS SIMPLES

Ya selañamos, al principio de esta sección, que las máquinas simples se pueden combinar para construir máquinas complejas, cuyo resultado es ofrecernos mayor ventaja mecánica y hacer más fácil el trabajo.

Veamos algunos ejemplos:

♦ La bicicleta. En esta máquina intervienen ruedas, ejes, palancas, poleas y tornillos.

♦ Escalera eléctrica. Aquí intervienen ruedas, ejes, plano inclinado y poleas.

♦ Máquina de coser. Utiliza ruedas, ejes, poleas, palanca y la cuña.

EFICIENCIA DE LAS MÁQUINAS SIMPLES

La eficiencia (E) de una máquina mecánica, ya sea simple o compleja, se determina mediante la relación entre el trabajo útil obtenido por la máquina, denominado trabajo de salida (Ws) y el trabajo realizado sobre la misma para producirlo, conocido como trabajo de entrada (Ws).

REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA

FISICA GENERAL

Hector Pérez Montiel

Editorial Patria

Tercera edición

611 páginas.

ANGELICA DOMINGUEZ MARTINEZ

MAQUINA COMPUESTA

Cuando no es posible resolver un problema técnico en una sola etapa hay que recurrir al empleo de una máquina compuesta, que no es otra cosa que una sabia combinación de diversas máquinas simples, de forma que la salida de cada una de ellas se aplica directamente a la entrada de la siguiente hasta conseguir cubrir todas las fases necesarias.

Las máquinas simples, por su parte, se agrupan dando lugar a los mecanismos, cada uno encargado de hacer un trabajo determinado. Si analizamos un taladro de sobremesa podremos ver que es una máquina compuesta formada por varios mecanismos: uno se encarga de crear un movimiento giratorio, otro de llevar ese movimiento del eje del motor al del taladro, otro de mover el eje del taladro en dirección longitudinal, otro de sujetar la broca, otro...

La práctica totalidad de las máquinas empleadas en la actualidad son compuestas, y ejemplos de ellas pueden ser: polipasto, motor de explosión interna (diesel o gasolina), impresora de ordenador, bicicleta, cerradura, lavadora, video...

http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material107/maquinas/maq_compuesta.htm

RAMIREZ HERNANDEZ KAREN GEORGINA

¿CUAL ES SU UTILIDAD?

Las máquinas simples se usan, normalmente, para compensar una fuerza resistente o levantar un peso en condiciones más favorables. Es decir, realizar un mismo trabajo con una fuerza aplicada menor. Esta ventaja mecánica comporta tener que aplicar la fuerza a lo largo de un recorrido (lineal o angular) mayor. Además, hay que aumentar la velocidad para mantener la misma potencia.

La máquina se diseña para conseguir que las fuerzas aplicadas sean las deseadas, en consonancia con la fuerza resistente a compensar o el peso de la carga.

Para el estudio de estas máquinas simples pincha en los enlaces siguientes :

Polea simple
Palanca
Plano inclinado
Polipasto
Torno

RAMIREZ HERNANDEZ KAREN GEORGINA

FISICA

CONCEPTOS Y APLICACIONES

SEXTA EDICION

PAUL E. TIPPENS

¿COMO APLICARLO EN LA VIDA COTIDIANA?

Máquinas Simples

Conceptos enseñados:

-Fuerza y Trabajo

-Ventaja Mecánica

-Geometría

-Razamiento

-Medidas

-Conversión de Unidades

-Máquinas Simples

· Palanca

· Ruedas y Ejes

· Correas y Poleas

· Engranajes

· Planos Inclinados

Recursos:

Presentación de Mecánica

Informes de Diseño Asignados por el profesor en la Página de Desafíos de Diseño.

Presentación de Ruedas Giratorias

EL PROFESOR DEBE:

Preparar una presentación en la cual:

· Sea descrita la relación entre trabajo y fuerza.

· Se describe la Fricción.

· Mostrar Ejemplos de Máquinas Simples y como se usan para realizar Trabajo.

Dirigir una discusion sobre máquinas simples; dar ejemplos sobre donde se pueden encontrar en la vida cotidiana; y dar ejemplos de donde se pueden encontrar en robots.

Construir una rampa simple y ajustable para el Desafío de la Rampa.

EL ALUMNO DEBE:

Participar en discusiones dirigidas por el profesor en los siguientes temas:

· Fuerza y Trabajo

· ¿Que es fricción?

· Calcular la ventaja mecánica obtenida por las siguientes máquinas simples: palanca, ruedas y ejes, poleas, y engranajes.

· Similitudes y Diferencias entre engranajes y poleas.

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CONCEPTOS Y APLICACIONES
SEXTA EDICION
PAUL E. TIPPENS
RAMIREZ HERNANDEZ KAREN GEORGINA

maquinas simples

APLICACIONES DEL PLANO INCLINADO

Superficie plana que forma un ángulo agudo con el suelo y se utiliza para elevar cuerpos a cierta altura. Tiene la ventaja de necesitarse una fuerza menor que la que se emplea si levantamos dicho cuerpo verticalmente, aunque a costa de aumentar la distancia recorrida y vencer la fuerza de rozamiento.

Las leyes que rigen el comportamiento de los cuerpos en un plano inclinado fueron enunciadas por primera vez por el matemático neerlandés SIMON STEVE en la segunda mitad del siglo XVI.

Ejemplo

Imaginemos que queremos arrastrar el peso G desde una altura 1 hasta una altura 2; siendo las posiciones 1 y 2 a las que nos referimos, las del CENTRO DE GRAVEDAD del bloque representado en la figura.

El PESO del bloque, que es una magnitud VECTORIAL (vertical y hacia abajo), puede descomponerse en dos componentes, F₁ y F₂, paralelo y perpendicular al plano inclinado respectivamente, siendo:

F₁ = G sen(α)

F₂ = G cos(α)

Además, la superficie del plano inclinado genera una fuerza de rozamiento F_R que también deberemos vencer para poder desplazarlo. Esta fuerza es:

F_R = μ F₂ = μ G cos(α), siendo μ elCOEFICIENTE ROZAMIENTO

Analizando la figura, es evidente que para conseguir desplazar el bloque, la fuerza (F) que deberemos aplicar, será:

F = F₁ + F_R = G sen(α) + μ G cos(α) = G [sen(α) + μ cos(α)]

Si en vez del utilizar el plano inclinado, tratáramos de levantar el bloque verticalmente, la fuerza (G) que tendríamos que aplicar sería la del PESO del bloque debido a la fuerza de la GRAVEDAD, es decir: G = P.

En gran numero de maquinas se utiliza el principio del plano inclinado.la mas cencilla es la cuña la cual es en realidad el plano inclinado doble. En el caso ideal, la ventaja mecanica de una cuña de longitud L y grosor normal esta dada por

MI=L/t

Esta ecuasion es una concecuencia directa de la relacion general expresada por medio de la ecuacion (12-14). La ventaja mecanica ideal siempre es mucho mayor que la ventaja mecanica real devido a las grandes fuerzas de friccion que se generan entre las superficies en contacto. La cuña se aplica en hachas, cuchillos, cinceles, cepilladores y todas las demas herramientas cortantes. Una leva es una especie de cuña giratoria que se usa para levantar las balbulas de los motores de combustion interna.

Una de las aplicasiones mas utiles del plano inclinado es el tornillo. Este principio puede explicarse examinando una herramienta comun conocida como gato de tornillo la rosca es escencialmente un plano inclinado enrollado en forma continua alrededor de un eje cilindrico. Cuando la fuerza de entrada Fi proboca un giro de una revolucion completa (2piR), la fuerza de salida Fo avanzara una distancia p,
Esta distancia p es en realidad la distancia entre dos roscas concecutivas y recibe el nombre de paso de tornillo. La ventaja mecanica ideal es la relacion de la distancia de entrada entre la distancia de salida.

M1=si/so =2piR/p


El tornillo es un ejemplo de una maquina muy poco eficiente, pero en este caso representa en general una ventaja, puesto que son necesarias las fuerzas de friccion para mantener la carga en su lugar mientras no se aplique una fuerza de entrada.

RESUMEN :

Una maquina simple se ha definido como un dispositivo que convierte una sola fuerza de entrada F1 en una fuerza de salida Fo En general, la fuerza de entrada se dezplaza a travez de una distancia si, y la fuerza de salida se mueve en una distancia so. Su proposito es realizar un trabajo util en forma adecuada para una aplicacion en particular. Los principales conceptos a este respecto se presentan a continuacion.

Una maquina simple es un dispositivo que convierte una sola Fi , en una sola fuerza sola de salida Fo, la fuerza de entrada se mueve a travez de una distancia si,y la fuerza de salida se mueve en una distancia so, Esto presenta dos ventajas mecanicas .

MA=Fo/Fi Ventaja mecanica real (considerada la friccion)

MI=si/so ventaja mecanica ideal(se supone que no hay friccion)

La eficiencia de una maquina es la razon entre el trabajo de salida y el trabajo de entrada. Se expresa normalmente como un porcentaje y se puede calcular con cualquiera de las siguientes relaciones:

trabajo de salida potencia de salida
E= ___________ E=_____________

trabajo de entrada potencia de entrada


E=MA/MI

EJEMPLOS:

Cuatro tipos comunes de engranes helicoidal,p'lanetario , conico,(el engrane recto es el que se usa con mas frecuencia .)
El plano inclinado , la fuerza de entrada representa el esfuerzo que se requiere para pujar el bloque hacia arriba , dezlizandose por el plano , la fuerza de salida es igual al peso del que donde Fi es la fuerza de entrada y W es la fuerza de salida.La ventaja mecanica sera la relacion del peso entre las fuerzas de entrada . Enunciando todo simbolicamente tenemos:

MI=W/Fi=s/h.


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PAUL E. TIPPENS
SEXTA EDICION

MIREYA NELLI MARTINEZ MALDONADO

MAQUINAS SIMPLES

Una maquina simple es un dispositivo que transforma en trabajo útil la fuerza aplicada. Por medio de un melacate o cabrestante podemos convertir una pequeña fuerza, dirigida hacia abajo, en una gran fuerza que se dirige hacia arriba y nos permite elevar una carga. A veces, en la industria se manipulan muestras de material radiactivo muy delicado, mediante máquinas con las cuales la fuerza aplicada se reduce en forma considerable. Las poleas simples se pueden usar para cambiar la dirección de una fuerza aplicada sin afectar su magnitud. El estudio sobre las máquinas y su eficiencia es fundamental para la aplicación productiva de la energía.

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PAUL E. TIPPENS

SEXTA EDICION

ANGELICA DOMINGUEZ MARTINEZ

EJEMPLOS

Ejemplos de máquinas simples

Palanca

Una palanca es, en general, una barra rígida que puede girar alrededor de un punto fijo llamado punto de apoyo o fulcro.

Conocida máquina simple: la palanca

La fuerza que se aplica se suele denominar fuerza motriz o potencia y la fuerza que se vence se denomina fuerza resistente, carga o simplemente resistencia.

Polea

La polea sirve para elevar pesos a una cierta altura. Consiste en una rueda por la que pasa una cuerda a la que en uno de sus extremos se fija una carga, que se eleva aplicando una fuerza al otro extremo. Su función es doble, puede disminuir una fuerza, aplicando una menor, o simplemente cambiar la dirección de la fuerza. Si consta de más de una rueda, la polea amplifica la fuerza. Se usa, por ejemplo, para subir objetos a los edificios o sacar agua de los pozos.

Polea simple

Las poleas pueden presentarse de varias maneras:

Polea fija: solo cambia la dirección de la fuerza. La polea está fija a una superficie.

Polea móvil: se mueve junto con el peso, disminuye el esfuerzo al 50%.

Polea pasto, polipasto o aparejo: Formado por tres o más poleas en línea o en paralelo, se logra una disminución del esfuerzo igual al número de poleas que se usan.

Polipasto

Se llama polipasto a un mecanismo que se utiliza para levantar o mover una carga aplicando un esfuerzo mucho menor que el peso que hay que levantar.

Estos mecanismos se utilizan mucho en los talleres o industrias que manipulan piezas muy voluminosas y pesadas porque facilitan la manipulación, elevación y colocación de estas piezas pesadas, así como cargarlas y descargarlas de los camiones que las transportan.

Esquema funcional de un polipasto

Suelen estar sujetos a un brazo giratorio que hay acoplado a una máquina, o pueden ser móviles guiados por raíles colocados en los techos de las naves industriales.

Los polipastos tienen varios tamaños o potencia de elevación, los pequeños se manipulan a mano y los más grandes llevan incorporados un motor eléctrico.

Rueda

Máquina simple más importante que se conoce, no se sabe quién y cuándo la descubrió o inventó; sin embargo, desde que el hombre utilizó la rueda la tecnología avanzó rápidamente, podemos decir que a nuestro alrededor siempre está presente algún objeto a situación relacionado con la rueda, la rueda es circular. (Ver: La rueda)

Plano inclinado

El plano inclinado permite levantar una carga mediante una rampa o pendiente. Esta máquina simple descompone la fuerza del peso en dos componentes: la normal (que soporta el plano inclinado) y la paralela al plano (que compensa la fuerza aplicada). De esta manera, el esfuerzo necesario para levantar la carga es menor y, dependiendo de la inclinación de la rampa, la ventaja mecánica es muy considerable.

Al igual que las demás máquinas simples cambian fuerza por distancias. El plano inclinado se descubre por accidente ya que se encuentra en forma natural, el plano inclinado es básicamente un triángulo donde su utiliza la hipotenusa, la función principal del plano inclinado es levantar objetos por encima de la Horizontal.

Plano inclinado

El plano inclinado puede presentarse o expresar también como cuña o tornillo.

Cuña

Se forma por dos planos inclinados opuestos, las conocemos comúnmente como punta, su función principal es introducirse en una superficie.

Ejemplo: Flecha, hacha, navaja, desarmado, picahielo, cuchillo.

Tornillo

Plano inclinado enrollado, su función es la misma del plano inclinado pero utilizando un menor espacio.

Ejemplos: escalera de caracol, carretera, saca corcho, resorte, tornillo, tuerca, rosca.

Nivel o torno

Máquina simple constituida por un cilindro en donde enredar una cuerda o cadena, se hace girar por medio de una barra rígida doblada en dos ángulos rectos opuestos. Como todas las máquinas simples el torno cambia fuerza por distancia, se hará un menor esfuerzo entre más grande sea el diámetro.

Ejemplos: grúa, fonógrafo, pedal de bicicleta, perilla, arranque de un auto antiguo, grúa, ancla, taladro manual.

Fuente Internet:

http://es.wikipedia.org/wiki/Polipasto

http://www.profesorenlinea.com

ANGELICA DOMINGUEZ MARTINEZ