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F = m a (pero no lo comentes)
¿Quién es el verdadero propietario legal de los derechos del Teorema de Pitágoras? Seguramente responderás "Pitágoras", aunque poco disfrutó él de los beneficios en vida y muchos somos los que de alguna manera nos ganamos el sustento enseñando ese Teorema.
Cuando me critican por no registrar la propiedad intelectual de muchos de nuestros trabajos y permitir que quienes los adquieran puedan revenderlos u obsequiarlos hasta el infinito sin tener la obligación económica de coparticipar sus utilidades, mi respuesta es simple: ¿Por qué atribuirme un derecho de autor sobre un material creado por otros, los verdaderos genios de la ciencia?
Solamente si publicara resultados de mis propias investigaciones o escritos quizá tendría ese derecho.
Tal es el caso de los sistemas de unidades de la Física. Su estructura y componentes han sido el resultado de siglos de actividad científica de gente como Galileo, Newton, Gauss, y otros muy conocidos más la labor de decenas o cientos que no conocimos nunca.
Un día, treinta años atrás, diseñé un sencillo cuadro de unidades que en realidad no era para nada genial pero que fue útil para mis alumnos, lo que era el verdadero objetivo.
Hoy ha evolucionado hasta transformarse en algo más moderno: una presentación Power Point que me permitió incorporarle muchos datos que lo han hecho aún más útil. Y si bien llevó unas cuantas horas de trabajo crearla, su contenido no es realmente de mi propiedad intelectual sino resultado de algo de inspiración y mucho de transpiración, como se dice de la ciencia en general.
Y aquí está, como un obsequio que deseo ofrecerte para ayudarte en la labor cotidiana de enseñar y aprender esta hermosa disciplina que han denominado Física y de sus hijas la Química, la Biología y enorme cantidad de etcéteras.
Puedes pedirme que te envíe una copia del ebook que la contiene sin tener que abonar absolutamente nada. Bastará con que me remitas un email a danielgalatro@gmail.com o llenes el formulario de contacto que hallarás en este blog, colocando como "asunto" o "mensaje" algo así como "sistemas de unidades" y te la enviaré a vuelta de correo para que la instales en tu PC, tu teléfono móvil, o donde quieras, y si quieres vendas u obsequies copias a quienes te parezca.
Estaré esperando tu pedido, que será una cartita no destinada a Papá Noel pero sí a Papá Galatro que quiere darte una manito en tu camino como docente o como alumno de la Física.
Con un saludo afectuoso.
Prof. Daniel Aníbal Galatro
Esquel - Chubut - Argentina
Ventajas mecánicas: ideal y real
"Máquina" es todo dispositivo que sirve para:
- transformar energía o
- multiplicar una fuerza o
-cambiar la dirección de una fuerza.
En cualquier máquina hay dos fuerzas mínimas requeridas:
- la que ejerce el hombre (POTENCIA) y
- la que ejerce el objeto (RESISTENCIA).
Ventaja mecánica real: es la relación (cociente) entre la Resistencia y la Potencia:
VMR= R/P
Teóricamente ese cociente debería dar 1 porque la máquina no crea ni destruye energía. Pero siempre hay pérdidas, fricción, etc.
Entonces hay una ventaja mecánica ideal VMI que dice que la energía aplicada es igual a la energía obtenida (el trabajo aplicado es igual al trabajo obtenido) y esa ventaja depende de la geometría de la máquina, pero también una ventaja mecánica real VMR que es menor por las "pérdidas". En realidad no se ha perdido realmente energía sino que parte de la energía mecánica aplicada retornó al universo como energía térmica, por ejemplo.
Si hacemos la relación VMR/VMI obtendremos un coeficiente que se conoce como "eficiencia" de la máquina. Es siempre menor que 1 y suele expresarse, luego de multiplicarlo por 100, como "rendimiento" de la máquina.
Con ciertas variantes esto es aplicable a todo tipo de máquinas, desde las más simples (poleas, aparejos, tornos, planos inclinados) hasta las más complejas.
- transformar energía o
- multiplicar una fuerza o
-cambiar la dirección de una fuerza.
En cualquier máquina hay dos fuerzas mínimas requeridas:
- la que ejerce el hombre (POTENCIA) y
- la que ejerce el objeto (RESISTENCIA).
Ventaja mecánica real: es la relación (cociente) entre la Resistencia y la Potencia:
VMR= R/P
Teóricamente ese cociente debería dar 1 porque la máquina no crea ni destruye energía. Pero siempre hay pérdidas, fricción, etc.
Entonces hay una ventaja mecánica ideal VMI que dice que la energía aplicada es igual a la energía obtenida (el trabajo aplicado es igual al trabajo obtenido) y esa ventaja depende de la geometría de la máquina, pero también una ventaja mecánica real VMR que es menor por las "pérdidas". En realidad no se ha perdido realmente energía sino que parte de la energía mecánica aplicada retornó al universo como energía térmica, por ejemplo.
Si hacemos la relación VMR/VMI obtendremos un coeficiente que se conoce como "eficiencia" de la máquina. Es siempre menor que 1 y suele expresarse, luego de multiplicarlo por 100, como "rendimiento" de la máquina.
Con ciertas variantes esto es aplicable a todo tipo de máquinas, desde las más simples (poleas, aparejos, tornos, planos inclinados) hasta las más complejas.
Fuente: Nuevo estudio de la Física Moderna - Armando Villamizaar V. 2001
Peso - Gravedad - Equilibrio - Palancas - Poleas y aparejos
(conceptos extraídos del antiguo y conocido libro de Carlos Miguel)
Peso y centro de gravedad.
El peso de un cuerpo representa la fuerza de gravedad que se ejerce sobre él.
La fuerza de gravedad atrae el cuerpo hacia el centro de la Tierra.
Pero la fuerza de atracción de la gravedad no es igual en todos los puntos del planeta: es mayor en los polos y menor en el ecuador, porque depende de la distancia.
Se llama "centro de gravedad" al punto de aplicación del peso (fuerza) de un cuerpo. Es el punto por donde pasa la recta de acción (dirección) del peso del cuerpo.
Equilibrio.
De aquí podemos definir las condiciones de equilibrio de los cuerpos.
Si el cuerpo está suspendido (colgado): el equilibrio será estable cuando el punto de suspensión está por encima del centro de gravedad; será inestable cuando el punto de suspensión esté por debajo del centro de gravedad; y será indiferente cuando el punto de suspensión coincida con el centro de gravedad.
Si el cuerpo está apoyado: el equilibrio será estable cuando la vertical trazada por el centro de gravedad pase por la base de sustentación; y será inestable cuando pase por fuera de esa base.
Máquinas simples.
PALANCA: barra rígida que puede girar alrededor de un punto fijo (punto de apoyo).
Interesa conocer las fuerzas que actúan ("potencia" P y "resistencia" R) y las distancias entre el punto de aplicación de cada una de ellas y el punto de apoyo ("brazo de potencia" bp y brazo de resistencia "br").
El producto de cada fuerza por su brazo se denomina "momento" de la fuerza.
La condición de equilibrio de una palanca será siempre: P x bp = R x br
Es decir: la palanca está en equilibrio cuando el momento de la potencia es igual al momento de la resistencia.
Pueden distinguirse tres géneros de palanca:
Primer género: el punto de apoyo se encuentra entre la potencia y la resistencia. (PAR)
Ej.: tijeras.
Segundo género: la resistencia se encuentra entre el punto de apoyo y la potencia. (ARP)
Ej. : carretilla.
Tercer género: la potencia se encuentra entre el punto de apoyo y la resistencia. (APR)
Ej. : caña de pescar.
POLEA: mecanismo que consta de un disco material con su periferia acanalada por la cual puede hacerse pasar una soga, cable o cadena que, al desplazarse lo hace girar alrededor de un eje que se encuentra en su centro.
Hay dos tipos de poleas: fijas y móviles.
Una polea fija es la que no desplaza su centro de gravedad cuando se la hace girar. Como los brazos de la potencia y la resistencia son iguales (son radios de la polea), entonces la condición de equilibrio será P = R
(cuando la potencia es igual a la resistencia). No ahorra fuerza. Solamente facilita la operación.
Una polea móvil sufre el desplazamiento de su centro de gravedad cuando se la hace girar. Está "libre", solamente mantenida por la sogra, cuerda o cable que se encuentra en su acanaladura. La condición de equilibrio es que la potencia necesaria será la mitad de la resistencia a vencer. Ahorra fuerza y facilita la operación.
Combinando una polea fija con poleas móviles se crean "aparejos" que pueden ser de dos tipos:
- potenciales: donde la potencia a aplicar será igual a la resistencia a vencer dividida por 2 elevado a la cantidad de poleas móviles empleadas.
- factoriales: donde la potencia a aplicar será igual a la resistencia a vencer dividida por 2 multiplicado por la cantidad de poleas móviles empleadas.
Peso y centro de gravedad.
El peso de un cuerpo representa la fuerza de gravedad que se ejerce sobre él.
La fuerza de gravedad atrae el cuerpo hacia el centro de la Tierra.
Pero la fuerza de atracción de la gravedad no es igual en todos los puntos del planeta: es mayor en los polos y menor en el ecuador, porque depende de la distancia.
Se llama "centro de gravedad" al punto de aplicación del peso (fuerza) de un cuerpo. Es el punto por donde pasa la recta de acción (dirección) del peso del cuerpo.
Equilibrio.
De aquí podemos definir las condiciones de equilibrio de los cuerpos.
Si el cuerpo está suspendido (colgado): el equilibrio será estable cuando el punto de suspensión está por encima del centro de gravedad; será inestable cuando el punto de suspensión esté por debajo del centro de gravedad; y será indiferente cuando el punto de suspensión coincida con el centro de gravedad.
Si el cuerpo está apoyado: el equilibrio será estable cuando la vertical trazada por el centro de gravedad pase por la base de sustentación; y será inestable cuando pase por fuera de esa base.
Máquinas simples.
PALANCA: barra rígida que puede girar alrededor de un punto fijo (punto de apoyo).
Interesa conocer las fuerzas que actúan ("potencia" P y "resistencia" R) y las distancias entre el punto de aplicación de cada una de ellas y el punto de apoyo ("brazo de potencia" bp y brazo de resistencia "br").
El producto de cada fuerza por su brazo se denomina "momento" de la fuerza.
La condición de equilibrio de una palanca será siempre: P x bp = R x br
Es decir: la palanca está en equilibrio cuando el momento de la potencia es igual al momento de la resistencia.
Pueden distinguirse tres géneros de palanca:
Primer género: el punto de apoyo se encuentra entre la potencia y la resistencia. (PAR)
Ej.: tijeras.
Segundo género: la resistencia se encuentra entre el punto de apoyo y la potencia. (ARP)
Ej. : carretilla.
Tercer género: la potencia se encuentra entre el punto de apoyo y la resistencia. (APR)
Ej. : caña de pescar.
POLEA: mecanismo que consta de un disco material con su periferia acanalada por la cual puede hacerse pasar una soga, cable o cadena que, al desplazarse lo hace girar alrededor de un eje que se encuentra en su centro.
Hay dos tipos de poleas: fijas y móviles.
Una polea fija es la que no desplaza su centro de gravedad cuando se la hace girar. Como los brazos de la potencia y la resistencia son iguales (son radios de la polea), entonces la condición de equilibrio será P = R
(cuando la potencia es igual a la resistencia). No ahorra fuerza. Solamente facilita la operación.
Una polea móvil sufre el desplazamiento de su centro de gravedad cuando se la hace girar. Está "libre", solamente mantenida por la sogra, cuerda o cable que se encuentra en su acanaladura. La condición de equilibrio es que la potencia necesaria será la mitad de la resistencia a vencer. Ahorra fuerza y facilita la operación.
Combinando una polea fija con poleas móviles se crean "aparejos" que pueden ser de dos tipos:
- potenciales: donde la potencia a aplicar será igual a la resistencia a vencer dividida por 2 elevado a la cantidad de poleas móviles empleadas.
- factoriales: donde la potencia a aplicar será igual a la resistencia a vencer dividida por 2 multiplicado por la cantidad de poleas móviles empleadas.
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