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Segunda parte

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Segunda parte

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Estática Un cuerpo está en equilibrio si la fuerza neta aplicada es CERO

( NO SE TRASLADA ) y la suma de los momentos también es CERO

( NO ROTA ).

Fx = ∑ Fix=0 Fy= ∑ Fiy=0

Mx = ∑ Mix=0 My= ∑ Miy=0

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Palancas La palanca es una maquina simple, la cual esta compuesta

por una barra rígida y un punto de apoyo que le permite

girar. Esta se puede utilizar para amplificar una fuerza

mecánica aplicada a un objeto, o para incrementar la

distancia recorrida por un objeto en respuesta a la

aplicación de una fuerza.

Consta de 3 factores: Punto de apoyo, resistencia, y

potencia

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Las palancas sirven para lograr una ventaja:

Equilibrio

Mecánica (Fuerza)

Velocidad

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En la forma más común de uso de la palanca se considera

únicamente a dos fuerzas: una CARGA O RESISTENCIA,

que suele ser el peso de un objeto que se desea mover; y una

POTENCIA, que es la fuerza que se ejerce para causar el

movimiento. Por lo tanto Fp * Bp = Fr * Br

Fp y Fr son las fuerzas de potencia y resistencia,

respectivamente; y Bp y Br sus respectivos brazos de

palanca

Page 7: Estática - miel.unlam.edu.ar

El cuerpo humano es un sistema de palancas,

Los huesos son los brazos de palancas

Las articulaciones serian las bisagras ,

las contracciones de los músculos conducen el movimiento (

potencia) de las uniones alrededor des sus centros de rotación,

La Resistencia , va estar dado por el peso de los segmentos,

objetos, , etc

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Palancas de Primer Género:

En este tipo de palanca el punto de apoyo se encuentra

entre la potencia y la resistencia

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En el cuerpo humano Este tipo de palanca se produce durante el balanceo de la

cabeza.

La palanca está representada por el cráneo. El fulcro lo

representan las articulaciones occipitoatloideas. El peso se

halla situado en la parte anterior, en la cara. El esfuerzo o la

fuerza sería realizada por la contracción de los músculos

posteriores del cuello, con su inserción en el hueso

occipital.

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Palancas de Segundo Género La resistencia se encuentra entre el punto de apoyo y la potencia, en

este caso se sacrifica velocidad para ganar fuerza El principio de la

palanca afirma que una fuerza pequeña puede estar en equilibrio con

una fuerza grande si la proporción entre los brazos de palanca de

ambas fuerzas es la adecuada

Page 12: Estática - miel.unlam.edu.ar

Representada por los huesos tarsianos y metatarsianos se

estabilizan por la acción muscular para formar la palanca.

El fulcro: Se halla situado en la articulación

metatarsofalángica y el peso del cuerpo se transmite al

astrágalo a través de la articulación del tobillo. El esfuerzo

(o fuerza): Se aplica en la inserción del tendón de Aquiles

por la contracción de los músculos de la pantorrilla.

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Palancas de Tercer Género Este tipo de palanca, en el que existe siempre una desventaja mecánica,

es la palanca de velocidad, en la que la pérdida de la ventaja mecánica

se compensa sobradamente por la ventaja que se logra por la rapidez y

amplitud del movimiento. En este caso la potencia se aplica entre el

punto de apoyo y la resistencia.

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Cuando la palanca es el antebrazo, el fulcro se halla en

la articulación del codo, y cuando el esfuerzo es

realizado por el músculo bíceps y el peso es algún

objeto sostenido en la mano, podrá observarse que una

pequeña contracción muscular se traducirá en un

movimiento mucho más extenso y rápido de la mano.

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A tener en cuenta en el cuerpo humano: estamos

trabajando en una tridimensión, por lo cual primero

debemos situar la posición de partida del

movimiento, cuales son las palancas óseas que

intervienen, cual es el peso a mover, fijar el punto de

apoyo o fulcro y determinar que musculatura es la que

mueve la palanca.

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Poleas Las poleas fijas permiten transmitir las intensidades de las

fuerzas modificando solamente su dirección. El valor de la fuerza

aplicada y la resultante son iguales, pero de sentido opuesto. No

presentan una ventaja mecánica sino que permiten realizar la

fuerza en una dirección más efectiva

Las poleas móviles permiten levantar pesos ejerciendo una

fuerza menor presentando una ventaja mecánica. Para un sola

polea se necesita la mitad de la fuerza para levantar el peso

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Aparejo factorial y Aparejo potencial

Tfactorial = P/n x 2 Tpotencial = P / 2n

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Un aparejo factorial y uno potencial con 4 poleas

móviles cada uno, se determinan de modo de levantar

un peso de 64N. ¿Qué fuerza debo realizar en cada

caso?

Tfactorial = P/nx2 = 64N / 4 x 2=8N

Tpotencial = P / 2n =64N/ 24=4N

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Trabajo y energía

L = F . d ( trabajo = fuerza x distancia)

L = F × d × cos a ( es el ángulo formado entre la fuerza y la

velocidad que tiene el cuerpo.)

La fuerza la pongo siempre en Kilogramos fuerza o en

Newton. La distancia la puedo poner en metros. Así que las

unidades de trabajo que más se usan son:

[ L ] = Kgf × m Kilográmetro.

[ L ] = N × m Joule.

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Como 1 Kilogramo fuerza son 9,8 Newton,

1 Kilográmetro equivaldrá a 9,8 Joule.

1 Joule es el trabajo que realiza una fuerza de 1

Newton cuando se desplaza 1 metro.

La fuerza es un vector, sin embargo el trabajo no

es un vector. No tiene dirección, sentido, módulo.

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Energía cinética Cuando los objetos adquieren velocidad

Ec = ½ m v2

El objeto en su movimiento acelerado recorre una distancia d,

y el trabajo realizado por F vale L=F. d, teniendo en cuenta la

2° ley de Newton F = m.a queda F.d = m.a.d utilizando la

ecuación complementaria del MRUV : vf2 –vo

2 = 2.a.d entonces

, se despeja la aceleración y se combinan las formulas

F .d = m. vf2 –vo

2 .d F.d = ½ m.vf2 - ½ m.vo

2

2.d Lf =Ecf –Eco

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Potencia

P =L/Δt

Si se tiene en cuenta la formula de trabajo se puede decir P =

F.v o P = F . v .cos α

P= joule/ seg o P= N.m/seg Watt

Es decir que si una fuerza de 1 N recorre una distancia de 1 m

en 1 seg, la potencia entregada será de 1 Watt.

(No confundir el Kw-h que es una unidad de energía, no de potencia, usada en electricidad.)

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Fin

segunda parte

Mecánica