problemas mecÁnica elemental

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1- Calcular la fuerza necesaria para levantar una roca de 3 toneladas, si empleamos una palanca y un punto de apoyo como el de la figura: Resolución Fórmulas R= m . 9,8 m/sg 2 F. BM = R. BR F = R. BR/BM Datos BM= 1,5 m BR= 30 Cm m= 3 Toneladas Ejecución m = 3Toneladas. Hay que pasar siempre la masa a Kg, dado que la fórmula R= m . 9,8 m/sg 2 es para la masa expresada en Kg, el resultado será la fuerza resistente en Newtons (N) m= 3 Toneladas ; m=3 T . (1000Kg/1T) ; m = 3000 Kg R= m . 9,8 m/sg 2 R= 3000 Kg. 9,8 m/sg 2 ; R= 29400 N Ahora aplicamos la fórmula final F = R. BR/BM, pero primero tendremos que hacer que los submúltiplos o múltiplos que se dividan o multipliquen entre si sean iguales. Como el BM está en m y el BR en Cm, pasamos todo a Cm: BM= 1,5m BM= 150 Cm. 30 Cm 1.5 m ¿ F ? 3 Toneladas

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Apuntes de PROBLEMAS MECÁNICA ELEMENTAL hechos por el profesor Ulloa

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1- Calcular la fuerza necesaria para levantar una roca de 3 toneladas, si empleamos una palanca y un punto de apoyo como el de la figura:

Resolución

Fórmulas

R= m . 9,8 m/sg2

F. BM = R. BR F = R. BR/BM

DatosBM= 1,5 mBR= 30 Cmm= 3 Toneladas

Ejecución

m = 3Toneladas. Hay que pasar siempre la masa a Kg, dado que la fórmula R= m . 9,8 m/sg2 es para la masa expresada en Kg, el resultado será la fuerza resistente en Newtons (N)

m= 3 Toneladas ; m=3 T . (1000Kg/1T) ; m = 3000 Kg

R= m . 9,8 m/sg2 R= 3000 Kg. 9,8 m/sg2 ; R= 29400 N

Ahora aplicamos la fórmula final F = R. BR/BM, pero primero tendremos que hacer que los submúltiplos o múltiplos que se dividan o multipliquen entre si sean iguales. Como el BM está en m y el BR en Cm, pasamos todo a Cm:

BM= 1,5m BM= 150 Cm.

30 Cm 1.5 m

¿ F ?

3 Toneladas

F = R. BR/BM F= 29400 N . 30Cm /150Cm F= 5880 N

Resultado

DIAGRAMA DE FLUJO DE LOS PASOS PARA RESOLVER LOS PROBLEMAS

F= 5880 NF= 5880 N

Problema

Leer problema hasta interpretarlo correctamente

Poner resumen de enunciado

Poner Fórmulas necesarias o útiles

¿ Están todasLas magnitudesEn el mismo

Múltiplo oSubmúltiplo ?

NO Poner magnitudes En mismo múltiplo

O submúltiplo

1

SI

2

Ir aplicando fórmulas sustituyendo valores hasta llegar a resultado final

¿Tiene posibilidad de Comprobación ?

NO

SI

Realizar comprobación

¿Comprobación correcta ?NO

SI

1 2

Repasar

3

4

4

2- Calcular la fuerza necesaria para levantar un ternero de 500 Kg, si para levantarlo empleamos un polipasto compuesto por 10 poleas fijas y 10 poleas móviles.

3

Fin

F

500 Kg

R

N = 10

R=m.9,8m/s2

R=500Kg.9,8m/s2= 4900 NF=R/2n F=4900 N/(2.10) ; F=4900 N/20

F>245NF>245N

3- Calcular la velocidad de rotación de la rueda conducida (2), si la rueda conductora (la conectada al motor) tiene un radio de 10 cm; La rueda conductora tiene un diametro de 500 mm. El motor gira a 2000 rpm.Calcular también el par desarrollado en la rueda conducida, si el motor aporta un par de 380 N.m

Resolución

ω1*D1= ω2*D2 ;Siendo:➢ ω1 la velocidad de rotación en rpm. De la rueda conductora.➢ D1 el diametro de la rueda conductora➢ ω2 la velocidad de rotación en rpm. De la rueda conducida.➢ D2 el diametro de la rueda conducida

ω1*D1= ω2*D2 ω2=ω1*D1/D2 :

ω1 = a la velocidad de rotación del motor es decir 2000rpm. D1 se obtiene a partir de r1; haciendo D1= r1*2 D1= 10Cm*2 D1= 20Cm D2 nos lo da el enunciado que es 500mm, lo pasamos a Cm para que esté en el mismo submúltiplo que D1, así tenemos D2= 50 Cm

r=10CmΦ=500mm

2000 rpm380 N.m

Sustituimos los valores en la fórmula:ω2=ω1*D1/D2 ω2= 2000rpm*20Cm/50Cm ω2= 800 rpm

Ahora calcularemos el par de la rueda conducida mediante la siguiente fórmula:ω1*T1= ω2*T2 Despejando T2= ω1*T1/ ω2

T2= ω1*T1/ ω2 T2= 2000rpm*380N.m/800 rpm T2= 950N.m

Resultados:

NOTA: En transmisión por ruedas dentadas o por cadena o por correa dentada,NOTA: En transmisión por ruedas dentadas o por cadena o por correa dentada, sería exactamente igual solo que en la fórmula se cambia radios o diámetros porsería exactamente igual solo que en la fórmula se cambia radios o diámetros por Nº de dientes; es decir emplearíamos las fórmulas Nº de dientes; es decir emplearíamos las fórmulas ωω1*1*ZZ11= = ωω22**ZZ22

4- Calcular la velocidad de traslación de un patinete cuyas ruedas tienen un radio de4- Calcular la velocidad de traslación de un patinete cuyas ruedas tienen un radio de 10 cm y giran a 300 rpm.10 cm y giran a 300 rpm.

Resolución:Resolución:Sabemos que por cada vuelta que dan las ruedas el vehículo, (en este caso elSabemos que por cada vuelta que dan las ruedas el vehículo, (en este caso el

patinete) avanza la longitud de la circunferencia de las ruedas ( despreciando lospatinete) avanza la longitud de la circunferencia de las ruedas ( despreciando los deslizamientos de las ruedas). Por lo tanto al multiplicar las vueltas que dan lasdeslizamientos de las ruedas). Por lo tanto al multiplicar las vueltas que dan las ruedas en unruedas en un

ω2= 800 rpm T

2= 950N.m