Palancas, poleas y planos inclinados: resumen de máquinas simples

Resumen

El documento presenta las máquinas simples como mecanismos que transforman una fuerza aplicada en otra resultante. Explica los tres géneros de palancas y la ley de equilibrio, las poleas fijas y móviles, los aparejos potenciales y factoriales, y el plano inclinado. Sirve para repasar cómo cada máquina gana fuerza o cambia su dirección.

Puntos clave

Una máquina simple modifica la magnitud, la dirección o la longitud del desplazamiento de una fuerza.
La palanca es una barra rígida que gira alrededor de un punto de apoyo bajo la acción de la resistencia y la potencia.
En las palancas se cumple la ley de equilibrio Mp = Mr.
La polea fija solo cambia la dirección de la fuerza y no da ventaja mecánica.
La polea móvil reduce a la mitad el esfuerzo necesario frente a una polea fija.
En los aparejos potenciales la potencia se calcula como P = R/2^n, donde n es el número de poleas móviles.
El plano inclinado es una superficie plana con ángulo agudo que sirve para elevar cuerpos a cierta altura.

Ponte a prueba

Introducción a las Máquinas Simples

Una máquina simple es un mecanismo que transforma una fuerza aplicada en otra resultante, modificando la magnitud de fuerza, la dirección, la longitud del desplazamiento o todas.

Palanca

Barra rígida que puede girar libremente alrededor de un punto de apoyo o eje por acción de dos fuerzas: resistencia y potencia.

Primer Género

El punto de apoyo está ubicado entre la resistencia y la potencia.

Segundo Género

La resistencia se encuentra entre el punto de apoyo y la potencia. Como el brazo de potencia es mayor que el brazo de resistencia, en todas se gana fuerza.

Tercer Género

Cuando la potencia se encuentra entre el punto de apoyo y la resistencia. El brazo de potencia es siempre menor que el brazo de resistencia y, por lo tanto, la potencia es mayor que la resistencia. Se pierde fuerza pero se gana comodidad.

Ley de Equilibrio

Mp = Mr

Polea

Dispositivo mecánico de tracción o elevación, formado por una rueda montada en un eje, con una cuerda que rodea la circunferencia de la rueda. El eje y la rueda son máquinas simples que constituyen casos especiales de palanca.

Polea Fija

No proporciona ventaja mecánica, ninguna ganancia en fuerza, solo cambia la dirección o sentido de la fuerza aplicada a través de la cuerda.

Polea Móvil

Disminuye a la mitad el peso del cuerpo. Conjunto de poleas, una de las cuales es fija, mientras que la otra es móvil. La ventaja es que el esfuerzo que se emplea representa la mitad del que se haría con una polea fija.

El brazo de la potencia es el doble de la resistencia.

Aparejos

Asociaciones de poleas para ahorrar fuerza.

Aparejos Potenciales

1 polea fija y N móviles. Cada polea divide la fuerza a la mitad. La fuerza se divide por 2 elevado a la cantidad de poleas: P = R/2ⁿ.

Aparejos Factoriales

Formada por un número de poleas fijas sobre la misma montura y otras móviles colocadas sobre la misma montura.

Si se tienen 2 aparejos (2 móviles factoriales y 2 móviles potenciales), el efecto es el mismo, reducen la misma fuerza. Con 2 poleas móviles, conviene el aparejo potencial.

El Plano Inclinado

El plano inclinado es una máquina simple que consiste en una superficie plana que forma un ángulo agudo con el suelo y sirve para elevar cuerpos a determinada altura.

Actúan las fuerzas normales, de fricción y la que ejerce la gravedad sobre el peso.

Preguntas frecuentes

¿Qué ventaja ofrece una polea móvil frente a una fija?

La polea móvil disminuye a la mitad el peso que hay que levantar. El esfuerzo necesario representa la mitad del que se haría con una polea fija.

¿Qué es un aparejo potencial?

Es una asociación de una polea fija y N poleas móviles. Cada polea divide la fuerza a la mitad, por lo que P = R/2^n.

¿Qué fuerzas actúan sobre un plano inclinado?

Actúan las fuerzas normales, la fuerza de fricción y la fuerza que ejerce la gravedad sobre el peso.