Fórmulas y Conceptos Clave de Física: MRU, MRUA, Caída Libre, Mecanismos y Transmisión del Movimiento

Fórmulas y Conceptos Clave de Física: Cinemática, Mecanismos y Transmisión del Movimiento

Cinemática

Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU)

• x = x₀ + v·t
• s = v·t

Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado (MRUA)

• v = v₀ + a·t
• s = s₀ + v₀·t + 1/2·a·t²
• x = x₀ + v₀·t + 1/2·a·t²
• v² = v₀² + 2·a·(x - x₀)

Caída Libre

• v = v₀ - g·t
• y = y₀ + v₀·t - 1/2·g·t²
• v² - v₀² = -2·g·(y - y₀)
• y_max = -v₀² / -2·g

Conceptos Básicos

• Sistema de Referencia (SR): Sistema de coordenadas para determinar posiciones más un reloj para medir tiempos.
• Vector Posición: Vector que une el origen de referencia y el móvil en un instante dado.
• Trayectoria: Línea que dibuja el móvil en su movimiento.
• Vector Desplazamiento: Vector que une las posiciones del móvil en dos instantes distintos.
• Espacio Recorrido: Longitud de la trayectoria entre dos posiciones diferentes.
• Velocidad: Mide la rapidez con la que cambia el vector posición de un móvil.
• Medición: Comparar con un patrón. Un instrumento de medida es preciso si es muy sensible y fiel.

Mecanismos y Transmisión del Movimiento

Diferencia entre Ejes y Árboles

Los ejes son elementos que sustentan los órganos giratorios de las máquinas y no transmiten potencia, mientras que los árboles son elementos que transmiten potencia y sí están sometidos a esfuerzos de torsión.

Mecanismos Reversibles

Un mecanismo es reversible cuando se puede volver al punto de partida regresando por el mismo camino que se siguió para salir del primer estado. Ejemplos: piñón-cremallera, biela-manivela, excéntrica y leva.

Diferencia entre Leva y Excéntrica

1. Leva: Gira y el seguidor sube y baja en línea recta dependiendo de la geometría de la leva. Se usa principalmente en válvulas de admisión y escape de motores de combustión interna.
2. Biela-Manivela: La parte superior de la biela sube y baja en línea recta. Las demás partes de la biela tienen además una velocidad angular. La manivela conectada a la biela gira con una determinada velocidad angular.
3. Excéntrica: Gira sobre un eje que no se encuentra en su centro geométrico. Es parecido a una leva.

Rodamientos o Cojinetes de Rodadura

Un rodamiento, o cojinete de rodadura, es un tipo de cojinete que reduce la fricción entre un eje y las piezas conectadas a este por medio de rodadura, sirviendo de apoyo y facilitando su desplazamiento. Los elementos de rodadura pueden ser: bolas, rodillos cilíndricos, rodillos cónicos o rodillos cilíndrico-esféricos, dependiendo de su función y de las cargas aplicadas.

En la transmisión por ruedas, de una rueda grande a una pequeña se gana velocidad y se pierde fuerza, y de una rueda pequeña a una grande se gana fuerza y se pierde velocidad.

Ley de la Palanca

F · bf = R · br

Polea Móvil

F = R / 2

Relación de Transmisión

i = n₂ / n₁

• n₂: velocidad de la rueda conducida
• n₁: velocidad de la rueda motriz

Ruedas de Fricción Exteriores

i = n₂ / n₁ = d₁ / d₂

Ruedas de Fricción Interiores

i = n₂ / n₁ = d₁ / d₂