Maquinas Simples .

Maquinas Simples .

Las palancas , poleas , tornos y planos inclinados se denominan maquinas simples y no obstante, haber sido inventada hace miles de años , todavia son de gran utilidad .En cualquier tipo de maquina que se usa actualmente , aun las más complicadas , no existen sino combinaciones mas o menos ingeniosas de una o más maquinas simples .

Palanca :

Maquina simple que consiste normalmente en una barra o varilla rigida , diseñada para girar sobre un punto fijo denominado fulcro o punto de apoyo .El efecto de cualquier fuerza aplicada a la palanca hace girar esta con respecto al fulcro . La fuerza rotatoria es directamente proporcional a la distancia entre el fulcro y la fuerza aplicada .




La palanca.

Torno :

Maquina simple formada por dos ruedas o cilindros concéntricos de distinto tamaño y que suele transmitir la fuerza a la carga por medio de una cuerda arrollada alrededor del cilindro mayor, en la mayoria de las aplicaciones la rueda mas pequeña es el eje. El torno combina los efectos de la polea y la palanca al permitir que la fuerza aplicada sobre la cuerda o cable cambie de dirección y aumente o disminuya .


Torno.

Tal como ilustra el diagrama , las fuerzas sobre las ruedas se equilibran cuando FR=Fr.
Las combinaciones de tornos se emplean para levantar pesos , por ejemplo : en cabrias o caerestantes , y también como parte de maquinas más complejas.Una aplicación especial del principio del torno es el tren de engranajes rectos de la maquinaria de un reloj.

Engranaje :

Rueda o cilindro dentado empleado para transmitir un movimiento giratorio o alternativo desde una parte de una maquina a otra .Un conjunto de dos o mas engranajes que transmite el movimiento de un eje a otro se denomina tren de engranajes .Los engranajes se utilizan sobre todo para transmitir movimiento giratorio , pero usando engranajes apropiados y piezas dentadas planas pueden transformar movimiento alternativo en giratorio y viceversa .


Engranaje.


Plano inclinado :

Plano que forma un cierto angunlo con otro plano horizontal ; este dispositivo modifica las fuerzas y se puede considerar como una maquina .Tambien se conoce como el nombre de rampa o pendiente .


Plano inclinado .



La polea fija :

La polea esta formada por una rueda que gira alrededor de un eje , con una cuerda que desliza por el surco o guia de la prueba .
Al usar una polea fija no se consigue aumentar la intensidad de la fuerza motriz , su unico efecto es cambiar el sentido de la fuerza aplicada a travez de la cuerda : en vez de tirar del peso hacia arriba , tiramos de la cuerda hacia abajo , que es mas comodo.





Balanza :

Dispositivo mecaico o electronico empleado en hogares , laboratorios , empresas e industrias para determinar al peso o la masa de un objeto o sustancia ; también puede determinarse báscula en algunos casos.

Balanza.

balanza de laboratorio.

Trigonometría

Trigonometría, rama de las matemáticas que estudia las relaciones entre los lados y los ángulos de los triángulos. Etimológicamente significa ‘medida de triángulos’.
Las primeras aplicaciones de la trigonometría se hicieron en los campos de la navegación, la geodesia y la astronomía, en los que el principal problema era determinar una distancia inaccesible, es decir, una distancia que no podía ser medida de forma directa, como la distancia entre la Tierra y la Luna. Se encuentran notables aplicaciones de las funciones trigonométricas en la física y en casi todas las ramas de la ingeniería, sobre todo en el estudio de fenómenos periódicos, como el flujo de corriente alterna.

Trigonometría Plana

Se ocupa fundamentalmente de la resolución de triángulos planos. Para ello, se definen las razones trigonométricas de los ángulos y se estudian las relaciones entre ellas.

Razones trigonométricas de ángulos agudos

La base de la trigonometría está en las razones trigonométricas, valores numéricos asociados a cada ángulo, que permiten relacionar operativamente los ángulos y lados de los triángulos.
Hace no muchos años existían tablas numéricas en las que se daban los valores de las razones trigonométricas de una gran cantidad de ángulos. En la actualidad, con una calculadora científica se obtienen con toda precisión los valores de las razones trigonométricas de cualquier ángulo.
Las razones trigonométricas de un ángulo cumplen las siguientes propiedades:

Aunque el ángulo α pertenezca a otro triángulo rectángulo de lados distintos al anterior, los valores obtenidos para sen α, cos α y tg α son los mismos. Es decir, las razones trigonométricas de un ángulo no dependen del triángulo sobre el que se midan. Esto es debido a que dos triángulos rectángulos con un mismo ángulo agudo son semejantes y, por tanto, los cocientes, a/c, b/c, a/b coinciden en ambos.

Las razones trigonométricas sen y cos de un mismo ángulo guardan la siguiente relación fundamental:

(sen α)2 + (cos α)2 = 1


En vez de (sen α)2 se acostumbra a escribir sen2 α, y lo mismo con las demás razones trigonométricas. Por eso, la igualdad anterior se suele expresar así:



sen2 α + cos2 α = 1

Razones trigonométricas de ángulos cualesquiera

Para definir las razones trigonométricas de ángulos cualesquiera (de 0º a 360º) se empieza situando el ángulo en la llamada circunferencia goniométrica, una circunferencia de radio 1 con su centro, O, situado sobre unos ejes coordenados
El vértice del ángulo se sitúa en O y el primero de sus lados, a, sobre la parte positiva del eje de las X. El segundo lado, b, se abre girando en sentido contrario a las agujas del reloj. Este segundo lado corta a la circunferencia goniométrica en un punto, P, cuyas coordenadas son c = cos α y s = sen α. Es decir, P(cos α, sen α). La tg α= t se sitúa sobre la recta r, tangente a la circunferencia en U, y queda determinada por el punto T en que el lado b, o su prolongación, corta a r.
Según esta definición, las razones trigonométricas sen, cos y tg toman valores positivos o negativos según el cuadrante en el que se encuentre el ángulo α.
Los ángulos 90º y 270º no tienen tangente, pues para ellos el segundo lado no corta a la recta r.
Las razones trigonométricas de ángulos no agudos cumplen las mismas relaciones que las de los ángulos agudos: sen2 α + cos2 α = 1

Otras razones trigonométricas

A partir de las razones trigonométricas sen, cos y tg se definen la cosecante (cosec), la secante (sec) y la cotangente (cot):
Estas razones trigonométricas no están definidas cuando el denominador es cero. Por ejemplo, sec α no está definida para α = 90º ni para α = 270º, pues cos 90º = 0 y cos 270º = 0.
La cotangente es cero donde la tangente no está definida, es decir, cot 90º = 0 y cot 270º = 0.
Estas tres razones trigonométricas se sitúan en la circunferencia goniométrica

Determinación experimental del centro de gravedad de un cuerpo

El centro de gravedad (CG) el centro de gravedad de un cuerpo es el punto respecto al cual las fuerzas que la gravedad ejerce sobre los diferentes puntos materiales que constituyen el cuerpo producen un momento resultante nulo

Estabilidad y Equilibrio

Un cuerpo en equilibrio estático, si no se le perturba, no sufre aceleración de traslación o de rotación, porque la suma de todas las fuerzas u la suma de todos los momentos que actúan sobre él son cero. Sin embargo, si el cuerpo se desplaza ligeramente, son posibles tres resultados: (1) el objeto regresa a su posición original, en cuyo caso se dice que está en equilibrio estable; (2) el objeto se aparta más de su posición, en cuyo caso se dice que está en equilibrio inestable; o bien (3) el objeto permanece en su nueva posición, en cuyo caso se dice que está en equilibrio neutro o indiferente.