Fundamentos de Esfuerzos Mecánicos, Poleas y Sistemas de Frenado

Tipos de Esfuerzos Mecánicos

Esfuerzo de Tracción

Se produce cuando las fuerzas aplicadas sobre un cuerpo tienden a estirarlo. Estas fuerzas son opuestas, actúan hacia el exterior del cuerpo en la misma dirección y con sentido contrario.

Ejemplos:

• La goma de un tirachinas.
• La cinta de una persiana al subirla.

Esfuerzo de Flexión

Ocurre cuando las fuerzas intentan doblar el elemento sobre el que están aplicadas. Normalmente, actúan dos fuerzas separadas entre sí a cierta distancia y una tercera fuerza entre ellas con sentido contrario.

Ejemplos:

• Las vigas de un puente.
• Las barras de gimnasia.

Esfuerzo Cortante o de Cizalladura

Las fuerzas actúan de forma similar a los dos filos de unas tijeras: muy juntas, una hacia arriba y otra hacia abajo, intentando separar o cortar dos secciones del objeto.

Ejemplos:

• La acción de una guillotina sobre el papel.
• El esfuerzo que soporta una alcayata en la pared.

Esfuerzo de Compresión

Este tipo de esfuerzo aparece cuando las fuerzas tratan de aplastar o comprimir un cuerpo. Estas fuerzas son opuestas y actúan hacia el interior del cuerpo en la misma dirección y con sentido contrario.

Ejemplos:

• Las patas de una silla.
• Los pilares de un edificio.

Esfuerzo de Torsión

Las fuerzas tratan de retorcer el elemento sobre el que actúan. Son fuerzas que intentan hacer girar al cuerpo en sentidos opuestos sobre su propio eje.

Ejemplos:

• Una llave al abrir una cerradura.
• El eje de un motor en funcionamiento.

Pandeo

Es un fenómeno que resulta de un esfuerzo combinado de compresión y flexión. Es particularmente peligroso y se produce cuando una carga de compresión no está perfectamente centrada sobre un objeto esbelto, provocando que se curve.

Ejemplo:

• Un pilar esbelto con una carga descentrada.

Poleas y Polipastos: Principios de Funcionamiento

Polea Fija

Una polea fija se encuentra en equilibrio cuando la fuerza aplicada (F) es igual a la resistencia (R) que presenta la carga. Su función principal es cambiar la dirección de la fuerza.

La fórmula es: F = R

Polea Móvil

Una polea móvil se encuentra en equilibrio cuando se cumple la siguiente igualdad, reduciendo a la mitad la fuerza necesaria para levantar la carga:

La fórmula es: F = R / 2

Polipasto

Un polipasto, compuesto por múltiples poleas móviles, se encuentra en equilibrio cuando se cumple esta igualdad, donde 'n' es el número de poleas móviles:

La fórmula es: F = R / (2n)

Tipos de Sistemas de Frenado

Frenos de Disco

Constan de unas pastillas y un disco acoplado al elemento que se desea frenar. Funcionan por la fricción o rozamiento que se genera cuando las pastillas presionan el disco.

Frenos de Cinta

Constan de una cinta metálica o fleje que presiona un tambor acoplado al eje que se desea frenar. Su funcionamiento se basa, igualmente, en la fricción o rozamiento.

Freno de Tambor

La reducción de velocidad se consigue cuando una o dos zapatas, fabricadas con material de fricción, entran en contacto con un tambor de frenada que gira simultáneamente con el elemento que se desea frenar.