¡ Dadme un punto de
apoyo y moveré el
mundo !
… exclamó Arquímedes de Siracusa, el genial inventor y científico
siciliano, allá por el siglo tres antes de Cristo.
• Movimiento, fuerzas y máquinas simples
• Fuerza y movimiento: Palanca
• Tipos de palanca
: Primer grado
Segundo grado
Tercer grado
Aprendizaje esperado
• Analizan, explican y diseñan mecanismos simples que permiten
transformar fuerzas para realizar, facilitar u optimizar una tarea.
Máquinas Simples
Cuando la máquina es sencilla
y realiza su trabajo en un solo paso
nos encontramos ante una máquina simple
Las máquinas simples se pueden clasificar en tres grandes grupos
que se corresponden con el principal operador del que derivan:
B.
C.
A. Palanca
Plano Inclinado
Rueda
Algunos inventos que cumplen las condiciones anteriores son:
cuchillo, pinzas, rampa, cuña, polea simple, rodillo, rueda, manivela, torno, hacha,
pata de cabra, balancín, tijeras, alicates, llave fija...
Las palancas son máquinas simples
formadas por:
- Un punto de apoyo llamado Fulcro
- Una barra rígida
P
R
barra
- Una fuerza ejercida (Potencia)
- Y una fuerza resultante (Resistencia)
apoyo o fulcro
Entonces una palanca está compuesta por: Una barra rígida que oscila sobre un eje o fulcro
Según los puntos en los que se aplique la potencia (fuerza que provoca el movimiento)
y las posiciones relativas de eje y barra con respecto a la resistencia,
se pueden conseguir tres tipos diferentes de palancas a los que se denomina:
Palanca de Primer grado, Palanca de Segundo grado y
Palanca de Tercer grado.
Se obtiene cuando colocamos el fulcro entre la potencia y la resistencia.
Como ejemplos clásicos podemos citar, el balancín, el alicate o la balanza romana.
Alicate
La palanca es un operador mecánico que lo utilizaremos para reducir el
esfuerzo que tenemos que hacer para levantar un peso o ejercer una
fuerza.
Se obtiene cuando colocamos la resistencia entre la potencia y el fulcro. Como
ejemplos se puede citar el cascanueces, la carretilla o la perforadora de hojas de
papel.
Carretilla
Cascanueces
Según esto el brazo de resistencia siempre será menor que el de
potencia, por lo que el esfuerzo (potencia) será menor que la carga
(resistencia).
¿Cuál de estas animaciones corresponde a una
Palanca de Primer grado?
Se obtiene cuando ejercemos la potencia entre el fulcro y la resistencia. Ejemplos
típicos de este tipo de palanca son las pinzas de depilar, las paletas y la caña de
pescar. A este tipo también pertenece el sistema motriz del esqueleto de los
mamíferos.
Caña de pescar
Pinzas
El brazo de resistencia siempre es mayor que el de la potencia, por lo que el
esfuerzo siempre será mayor que la carga. Entonces, ¿Para qué sirve? su
utilidad práctica permite conseguir grandes desplazamientos de la resistencia
con pequeños desplazamientos de la potencia.
Qué esquema corresponde a una palanca
de segundo grado?
Qué esquema corresponde a una palanca
de tercer grado?
a.- Investiga desde cuando el hombre hace uso de los inventos basados en la palanca
b.- Redacta una pequeña biografía de Arquímedes de Siracusa, destacando sus
invenciones.
c.- Clasifica y ordena en que campos (fuerza, medición, transporte) se utilizaron los
inventos desarrollados en base a la palanca en la Edad Antigua.
d.- Grafica en dos proyectos de tecnología donde la palanca pueda emplearse
para dos finalidades:
1.- Vencer fuerzas
2.- Obtener desplazamientos.
Sitios Web de consulta
http://www.iesmarenostrum.com/Departamentos/Tecnologia/mecaneso/mecanica_basica/operadores/ope_palanca.htm
http://www.educaciontecnologica.cl/palancas.htm
http://www.escolares.com.ar/ciencias-naturales/fisica-maquinas-simples.html
http://www.experimentar.gov.ar/newexperi/notas/fisicaloca/palancaexplicacion.htm
http://roble.cnice.mecd.es/ecuf0000/and2004_14/index.htm
http://www.iesmarenostrum.com/Departamentos/Tecnologia/mecaneso/mecanica_basica/imprenta/Textos/tx_maquinas.pdf
Conceptos de Trabajo y
Potencia
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TRABAJO
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Concepto de Trabajo
• “…me costó mucho trabajo entender la
clase de física…”
• “… trabajo como infeliz y no me alcanza la
plata…”
• Concepto Físico:
“un organismo o una máquina realiza un
trabajo, cuando vence una resistencia a lo
largo de un camino”
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• El trabajo que realiza la
fuerza F es:
W = F. Dx
W = (F. cos q) . Dx
• Unidades:
[W] = [F][L] = N.m = Joule
1 J = 1 N.m
Dx
La fuerza que se
debe incluir en la
fórmula es la
componente de F en
dirección al
movimiento.
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Ejemplo 1
• Un hombre que limpia su
departamento hala el
depósito de una
aspiradora con una fuerza
de magnitud F=55.0 N. La
fuerza forma un ángulo de
30.0º con la horizontal. El
depósito se desplaza 3.00
m a la derecha. Calcular el
trabajo realizado.
W = (F.cos q ). Dx
= (55.0 N)(cos 30.0º)(3.00m)
= 143 J
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Ejemplo 2
• Si la dirección de F es
perpendicular al movimiento,
W=0
W=F.cos q. d=F. cos 90. d
W=F. 0. d
W= 0
“NO SE REALIZA TRABAJO”
POTENCIA
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• DEFINICIÓN: “es el trabajo W que se
realiza en cierto intervalo de tiempo
Dt.”
P = W = F.Dx = F. v
Dt
Dt
• [P]=[W]/[t]=J / s= Watts
1 W = 1 J/s
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FIN
Espero que te haya gustado.
Feliz día.
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