Palancas (maquinas simples)

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Palancas(maquinas simples)
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Las máquinas simples se usan, normalmente, para
compensar una fuerza resistente o levantar un
peso en condiciones más favorables. Es decir,
realizar un mismo trabajo con una fuerza aplicada
menor. Esta ventaja mecánica comporta tener que
aplicar la fuerza a lo largo de un recorrido
(lineal o angular) mayor. Además, hay que
aumentar la velocidad para mantener la misma
potencia.
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• En las máquinas simples se distingue siempre
• La potencia que es la fuerza aplicada y se
  simboliza por P
• La Resistencia es la fuerza que se debe vencer, y
  se representa por R

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Una palanca es un ejemplo de máquina simple. Una
palanca es una barra que se mueve sobre un punto
fijo. Todas las palancas tienen tres partes la
carga, el punto de apoyo y la fuerza. La fuerza
es el empuje o la atracción que mueve la palanca.
El punto de apoyo es el punto sobre el que gira
la palanca. La carga es el objeto que se mueve.
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La fuerza pequeña se denomina "potencia" (p) y la
gran fuerza, "resistencia" (R), al eje de
rotación sobre el cual gira la palanca se llama
"punto de apoyo" o "fulcro" (A).
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TIPOS DE PALANCAS

• De acuerdo con la posición de la "potencia" y de
  la "resistencia" con respecto al "punto de
  apoyo", se consideran tres clases de palancas,
  que son
• De primer tipo.
• Segundo tipo.
• Tercer tipo.

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Primer tipo

• En el primer tipo el punto de apoyo se ubica
  entre la carga y la fuerza aplicada. Mientras mas
  cerca esta de la carga entonces la fuerza
  aplicada puede ser menor. Es nuestra idea
  intuitiva de palanca, algo que nos ayuda a mover
  una carga pesada.

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Ejemplos
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Segundo Tipo

• En el segundo tipo el punto de apoyo esta en un
  extremo del brazo, la carga se ubica en la parte
  mas cercana al punto de apoyo y la fuerza
  aplicada en la lejana. De esta forma funciona una
  carretilla. Su utilidad es evidente, mientras mas
  cerca este la carga en la carretilla del punto de
  apoyo, (la rueda), mas sencillo es desplazarla.

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Ejemplo
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Tercer tipo

• En el tercer tipo, el punto de apoyo sigue en uno
  de los extremos, pero invertimos las posiciones
  relativas de la carga y la fuerza aplicada. Como
  la carga esta mas alejada del punto de apoyo la
  fuerza aplicada debe ser mayor. En contraste la
  carga tiene un gran movimiento. De este tipo son
  las palancas que funcionan en las articulaciones
  de los brazos por ejemplo. Con independencia del
  tipo de palanca.

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Ejemplo
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Qué tipo de palanca será?
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Momento de una fuerza

• Se denomina momento de una fuerza respecto de un
  punto, al producto vectorial del vector posición
  r de la fuerza por el vector fuerza F.( cuando
  hay un efecto de rotación)

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• En la primera figura, el tornillo avanza en una
  dirección perpendicular al plano de la página, y
  hacia el lector.
• En la segunda figura, el tornillo avanza en la
  misma dirección y sentido. Con una llave más
  larga estamos en una situación más favorable que
  con una llave más corta.
• En la tercera figura, el tornillo avanza en la
  misma dirección pero en sentido contrario.

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El vector ? tiene

• Por módulo, ? F r sen? F d . Siendo d
  el brazo de la fuerza (la distancia desde el
  punto O a la dirección de la fuerza)
• Dirección, perpendicular al plano determinado por
  la fuerza F y el punto O.
• Sentido, la aplicación de la regla del
  sacacorchos

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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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Vectorialmente
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Equilibrio de una barra

• Supongamos una barra de masa despreciable, que
  está sujeta por su extremo O.
• Si colocamos un peso P a una distancia x del
  origen. El momento de esta fuerza respecto del
  origen O es Px1.

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• Atamos una cuerda a una distancia y del origen, y
  tiramos de ella haciendo un ángulo ? con la
  vertical, tal como se muestra en la figura. El
  momento de la fuerza F respecto del origen es
  -Fx2cos?.

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Vectorial
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Por lo tanto

• Para que la barra esté en equilibrio, el momento
  total deberá ser nulo.
• -FX2cos? Px10
• Más general
• Para que exista equilibrio, se debe cumplir que
• La suma de los momentos (torques) de ser cero
• Y la suma de las fuerzas de traslación debe ser
  cero

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Matemáticamente
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Ventaja mecánica

• Se define como ventaja mecánica a la razón entre
  la fuerza aplicada (potencia) y la Fuerza de
  carga o resistencia

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Un caso
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Problema del 4-12 cap. 4 del Kane
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qué se debe cumplir?

• Supongamos w2 0
• w112N

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Las fuerzas de traslación
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resolviendo
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Para las fuerzas

• T F w1 0
• 36 F 12 0
• F 24N

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Ahora con w212N
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(No Transcript)
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Con las fuerzas

• T F w1 w2 0
• 120 F 12 - 12 0
• F 96N

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Torque un problema de la inestabilidad media
lateral
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Una solución empírica del paciente

• si él puede balancear su cuerpo sobre la prótesis
  en cada paso, su pelvis se estabilizará debido a
  que esta acción mueve su centro de gravedad,
  punto A, directamente sobre el punto de pivote
  donde la tuberosidad isquiática descansa sobre el
  borde del socket en B

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Una solución más técnica

• debemos de encontrar alguna forma para hacer que
  el fémur amputado permanezca, tan cerca lo más
  posible, en la misma posición como si no
  estuviera amputado. En la prótesis de soporte
  isquiático (cuadrilateral), esto es obtenido en
  una gran extensión mediante la conformación y
  alineación del socket,

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Otro caso a tener en cuenta
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(No Transcript)