Màquines i Mecanismes: Treball, Energia i Potència

Màquines i Mecanismes

Definicions Bàsiques

Màquina

Una màquina és un conjunt de dispositius capaços de transformar l’energia en un treball útil o en un altre tipus d’energia.

Treball

És l’acció d’aplicar una o més forces sobre un cos per provocar o modificar-ne el moviment.

Fòrmula: W = F ⋅ s (J)

• W = Treball (J)
• F = Força (N)
• s = Desplaçament (m)

1 joule = 1 newton ⋅ 1 metre

Energia

És la capacitat de realitzar un treball.

Fòrmula: E = W

Potència

És la rapidesa amb què es duu a terme el treball.

Fòrmula: P = W / t

• P = Potència (W)
• W = Treball (J)
• t = Interval de temps (segons)

1 Watt = 1 Joule / 1 segon

1 KW = 1000 W

1 CV = 736 W

Tipus de Màquines

Màquines Motrius

Són les encarregades de moure les altres màquines.

Transformen una energia primària en energia mecànica que es mostra en forma de moviment de rotació.

Màquines Simples

Són dispositius senzills que requereixen únicament l'aplicació d'una força per poder funcionar.

Avantatge Mecànic

i = R / F

Palanca

És una barra rígida, recolzada en un punt de suport al voltant del qual pot girar.

Fòrmula: F ⋅ d₁ = R ⋅ d₂

• F = Força aplicada a un extrem
• d₁ = Distància de la força F al punt de suport
• R = Resistència a contrarestar
• d₂ = Distància de la resistència R al punt de suport

Tipus de Palanques:

• Primer gènere: El punt de suport se situa entre la força i la resistència.
• Segon gènere: El punt de suport se situa en un extrem de la barra, la força a l'altre extrem i la resistència al mig.
• Tercer gènere: La força és al mig i la resistència, en un extrem de la barra.

Polispast

És la combinació de politges.

Fòrmula: F = (R + Q) / n

• F = Força per elevar la càrrega
• Q = Pes de les politges inferiors
• n = Nombre de cordes que subjecten les politges inferiors

Pla Inclinat

Superfície plana amb un extrem elevat a una certa alçada.

Fòrmula: F = (R ⋅ h) / L (N)

Cargol (Rosca)

Plans inclinats que s'enrotllen al voltant d'una superfície normalment cilíndrica.

Fòrmula: F = (R ⋅ p) / (2 ⋅ π ⋅ r)

Aeromotors i Aerogeneradors

Serveixen per moldre el gra i per obtenir aigua dels pous.

Turbines

Fòrmula: 1 Pa = 1 N / 1 m²

• Turbina Francis: Per a salts i cabals mitjans.
• Turbina Pelton: Per a grans salts d'aigua i petits cabals.
• Turbina Kaplan: Per a petits salts i grans cabals.