Videotutoriales

18 mar 2017

CÓMO CALCULAR POLEAS, PALANCAS Y MECANISMOS

WEBINAR SOBRE POLEAS, PALANCAS Y MECANISMOS 

En esta ocasión os dejo lo que dio de sí una sesión de webinar (una emisión en directo) que llevamos a cabo con un nutrido grupo de estudiantes que nos plantearon dudas acerca de cómo calcular POLEAS, PALANCAS Y MECANISMOS. En este vídeo puedes ver el resultado renderizado de toda la sesión completa aunque, lamentablemente, no aparecen las dudas que respondimos a través del chat online (aunque sí se recogen las que se respondieron en abierto). El motivo es la necesidad de editarlo por problemas con el ingestor de YouTube.

Básicamente se resolvieron 3 casos de poleas acopladas sin giro (hablamos de condiciones estáticas, de equilibrio) y 2 problemas de aplicación a unas máquinas de gimnasio que incorporaban sendos mecanismos tensionados. Lo que se pretendía en esta sesión era conseguir explicar cómo se podían resolver sistemas de poleas de acoplamiento genérico o polipastos sin tener que recurrir a la fórmula estándar sino analizando los puntos de agarre de cada polea y cabo del conjunto y cada polea como sólido rígido. La clave es siempre recordar que en equilibrio la suma de fuerzas ha de resultar nulo (no interviene la inercia al no tratarse del campo de la dinámica) y que todos los puntos de una misma cuerda tienen SIEMPRE la misma tensión. Esto nos permitirá relacionar en los anclajes de las poleas las distintas cuerdas que intervengan. Para las reacciones pasa algo parecido. Simplemente analizaremos reacción y tensión de la cuerda aplicada en ese punto para obtener nuestra incógnita. El resto es obtener un puñado de ecuaciones y resolverlas de forma ordenada como se indica en el tutorial.

Algo muy importante de entender es el concepto de VENTAJA MECÁNICA que relaciona la fuerza que queremos vences y la fuerza que debemos aplicar para conseguirlo. Es un cociente que puede ser expresado en tanto por 1 o en tanto por 100 (%) y nos sirve para entender cuánta ventaja nos ofrece nuestro sistema de cara a levantar el máximo peso posible con el menor esfuerzo posible, es decir, la rentabilidad mecánica.

En el caso de las palancas te ofrecemos un truco infalible para conocer el sentido de giro que provoca cada fuerza del sistema sobre el fulcro (el punto de giro) y esto es importante porque abandonamos el concepto de clásico de análisis por “potencia” y “resistencia” para abordar el cálculo por medio del equilibrio de los momentos horarios y antihorarios. Creo que ya es hora de dejar de introducir términos que pueden resultar confusos para los estudiantes y explicar métodos ad hoc para resolver problemas con 2 únicas fuerzas cuando existe un método general a su alcance que será el que emplearán en un futuro en sus estudios físicos y mecánicos. Aquí también veremos con detalle de dónde se obtiene cada brazo de fuerza y usaremos una palanca poco habitual con codos en su geometría al tiempo que explicaremos cuántos tipos de apoyos mecánicos podemos encontrar (apoyo móvil, apoyo fijo y empotramiento) y qué reacciones habrán de calcularse en función del apoyo presentado.

La última parte de este tutorial se dedica a los mecanismos y aparte de explicar la conversión de unidades a unidades homogéneas coherentes de velocidad y tamaño, calcularemos la RELACIÓN DE TRANSMISIÓN del conjunto mecánico que está formado por el acoplamiento de dos árboles de transmisión que partiendo de un motor comunica sendas parejas de poleas y ruedas dentadas.

Sin duda, una clase de aproximadamente 1 hora de POLEAS, PALANCAS Y MECANISMOS que ayudarán a resolver las dudas de estudiantes de esta materia en física o tecnología y a docentes a plantear posibles resoluciones de problemas de esta temática desde un punto de vista distinto del normalmente empleado por las editoriales.

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Autor: Javier Luque. @fdetsocial

Co-fundador del blog divulgativo de FdeT  

 

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