Fuerza

LEYES DE HIDRULICA Y NEUMTICAOBJETIVOS DEL TEMA

Al terminar este tema, el alumno debe haber adquirido los conocimientos, destrezas y habilidades necesarias para desarrollar los siguientes contenidos:Conocer y manejar unidades con paso a unidades equivalentes de las siguientes magnitudes:MovimientosMovimiento angular (r.p.m.).Movimiento lineal (Km/h, m/seg)).Fuerza (Kgf, N).Potencia (Kgf*m/seg, N .*m/seg, Watio, CV)Densidad (Kg/L, Kg/m3 )Viscosidad (grado Engler, grado SAE)Presin (Kgf/cm2, N/m2, Pa)Caudal (Kg/seg, m3/seg)Resolver ejercicios con clculo de estas magnitudesConocer las leyes fundamentales de hidrulica y neumticaPrincipio de PascalMOVIMIENTOMovimiento es el desplazamiento de un objeto desde un lugar llamado ORIGEN a otro llamado DESTINO, describiendo una TRAYECTORIA, recorriendo un ESPACIO y utilizando un TIEMPO dando lugar a una VELOCIDAD.CONCEPTOS BSICOS relacionados con el movimiento:Mvil: Es todo objeto que se mueveTrayectoria Es el camino seguido por el mvilVelocidad: Es el espacio recorrido en la unidad de tiempo v=e/t, se mide en Km/h, m/s, etc, o bien revoluciones por minuto

TIPOS DE MOVIMIENTO: Movimiento linealMovimiento angular Movimiento compuesto (lineal + angular)

MOVIMIENTO

Movimiento lineal: Es aquel en el que la trayectoria de todos los puntos de un mismo cuerpo sometido a un movimiento lineal (a, b o c) es una lnea recta.

Todos los puntos de un mismo cuerpo sometidos a un movimiento lineal llevan la misma velocidad. Este movimiento se expresa en Km/h o m/s.

Para transformar una velocidad angular, expresada en Revoluciones por Minuto de un eje, a velocidad lineal de desplazamiento de un mbolo, medido en Km/h o m/s, utilizaremos la siguiente frmula:En donde:Va= Velocidad angular del eje del cigeal expresado en rpm. = 3.14R = Rdio de la circunferencia del eje del cigeal, en metrosN = Nmero de vueltas que da el eje en un minuto

El resultado lo tendr expresado en metros/minutoMOVIMIENTO

Movimiento angular: Es aquel en el que la trayectoria de todos los puntos de un mismo cuerpo sometido a un movimiento angular (a, b o c) forman circunferencias concntricas, con centro en el centro de rotacin.

La velocidad angular de todos sus puntos o, lo que es lo mismo, el nmero de vueltas que dan en la unidad de tiempo, es la misma.

Para transformar una velocidad lineal, expresada en metros por segundo de un punto, a velocidad angular de giro del eje, expresado en Revoluciones por Minuto, utilizaremos la siguiente frmula:

El resultado ser expresado en Revoluciones por Minuto (rpm)MOVIMIENTO

Practica lo que has aprendido

Un disco de vinilo de 25 cm. de dimetro gira a 18 rpm. Calcula la velocidad lineal de un punto en su borde. Expresado en m/seg

V ang= 18 rpm * 2 * * 12.5 cm/rev =

V ang= 18 * 2 * 3.14 * 12.5 = 1.413,7 cm/min

1.413,7 cm/min /100 / 60 = 0.2356 m/seg

MOVIMIENTOPractica lo que has aprendido

Sabemos una bicicleta llevan una velocidad lineal de 35 Km/h, sabiendo que su rueda tiene un radio de 45 cm. Cul es su velocidad angular?

35 Km/h = 35 * 1000 / 60 = 583.3 m/min

N= 583.3 m/min / 2 * * R

N= 583.3 m/min / 2 * 3.14 * 0.45 m/rev

N= 206 Revoluciones por Minuto

Fuerza

Fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los cuerpos materialesLas fuerzas no se ven, solo se aprecian los efectos que producen en los cuerpos en los que actan.El peso es la fuerza con la que la tierra atrae a los cuerpos (Kgf)La Fuerza es la masa por la aceleracin F=m(kg) . a(m/s2 )El Newton equivale a la fuerza a aplicar a un cuerpo de masa 1 kg para que adquiera una aceleracin de 1 m/s2 El kilogramo fuerza deriva del Sistema Tcnico de Unidades (ST)El Newton deriva del Sistema Internacional de Unidades (SI)

Relacin entre el kilogramo fuerza y el Newton:1 kgf = 9,81 N1 N = 1 kgf / 9,81Para pasar de kgf a N, multiplicamos por 9,8Para pasar de N a Kgf, dividimos por 9,8

Fuerza

Pasa los siguientes kilogramos fuerza a newtons:

0.32 Kgf = 0,32 * 9.81 = 3.14 N

2) Pasa los siguientes newtons a kilogramos fuerza:

0.32 N = 0,32 / 9.81 = 0,033 Kgf

PotenciaLa Potencia es el producto de la fuerza que se desplaza por la velocidad a la que se desplaza esa fuerza P = F . vSistema Tcnico: P = F(Kgf) . v (m/s)Sistema Internacional: P = F (N) . v (m/s) = vatios

El Caballo de Vapor: 1 CV = 75 Kgf . m/s = 736 vatios1.000 Vatios (v) = 1 Kilovatio (kw)

Relacin entre Kilovatio y Caballo de Vapor: 1 KW = 1.36 CV ; 1 CV = 0.736 KW

Relacin entre Caballo de Vapor y Kgf . m/sPara pasar de CV a Kgf . m/s, multiplicamos por 75Para pasar de Kgf . m/s a CV, dividiremos por 75

PotenciaSi el motor de un vehculo le empuja con una fuerza de 82 Kgf a una velocidad de 75 Km./h, calcula la potencia que desarrolla el motor en CV y KW.

P = F(Kgf) . v (m/s)F = 82 KgfV = 75 Km/h = 75000/3600 = 20,83 m/sP = 82 * 20,83 = 1.708,06 Kgf m/s1.708,06 / 75 = 22,77 CV1.708,06 * 9.81 = 16.756,06 w16.756,06 / 1000 = 16,76 KwDensidad

La densidad es referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen de una sustancia. La densidad media es la razn entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.

Qu pesa ms un kilo de corcho o un kilo de hierro?

D = masa / volumen = Kg / litro o Kg / m3

Densidad7) Pasa a Kg/L las siguientes cantidades:

1.500 Kg/m3= 1.500 kg/m3 = 1.500 / 1.000 kg/dm3 = 1,5 Kg / L

ViscosidadLa viscosidad es la oposicin de un fluido a las deformaciones tangenciales. Un fluido que no tiene viscosidad se llama fluido ideal. En realidad todos los fluidos conocidos presentan algo de viscosidad.

La viscosidad se mide con el viscosmetro Engler, consistente en un depsito de 200 cc. con un orificio inferior calibrado por el que ha de pasar el lquido a medir, Se mide en grado Engler como el cociente entre el tiempo utilizado por el lquido a medir y el tiempo utilizado por el mismo volumen de agua:

Tiempo 200 cc fluido / Tiempo 200 cc de agua = grado Engler

MGNITUDES FSICAS BSICASVISCOSIDADEs una propiedad de los fluidos, que se define como la resistencia que ofrecen las molculas del fluido al deslizarse sobre unas sobre otras.Cuanto mayor es la viscosidad de un fluido, mayor es tambin la resistencia que este presenta a fluir.Si la viscosidad es demasiado alta, aumenta la friccin; y en caso contrario, si la viscosidad es demasiado baja, aumentan las fugas internas al perder el efecto de sellado, lo que disminuye la eficacia de la bomba y aumenta las temperaturas

La viscosidad se mide con un viscosmetroEn hidrulica utilizaremos un SAE 10 10W40, y en neumtica para engrasar un SAE 10

A medida que el nmero es mayor, el aceite es ms viscosoLa presin es una magnitud que mide la fuerza por unidad de superficiep = Fuerza / Superficie

En el Sistema Internacional la presin se mide en una unidad que se denomina Pascal (Pa) que es equivalente a una fuerza total de un newton actuando uniformemente en un metro cuadrado: 1 N / 1 m2 = 1 Pascal (Pa)

En el Sistema Tcnico la presin se mide en una unidad que se denomina Atmsfera Tcnica que es equivalente a una fuerza total de un Kilogramo Fuerza (Kgf) actuando uniformemente en un centmetro cuadrado. Tambin existe otra unidad de valor similar que es el Bar

1 bar = 100.000 Pa

PresinPresinDetermina la presin ejercida en la nieve por cada pie una persona de 90 kg de masa, suponiendo el pie como un rectngulo de 10 X 28 cm. (Dar las soluciones en pascales)?. Dato: g= 9,81 m/s2.

Calculamos primero el peso de la persona : P=m*g = 90*9,81=882,9 N.

Cada pie soporta la mitad del peso, por lo que: Pp = 441, 45 N;

Debemos calcular ahora la superficie del pie S= 0,1*0,28 = 0,028 m2

Como: p=F/S= 441,45/0,028= 15.766,07 PaEl caudal es la cantidad de fluido que pasa en una unidad de tiempo.

Normalmente se identifica con el flujo volumtrico o volumen que pasa por un rea dada en la unidad de tiempo. m3 / seg Litro / min m3 / h

Menos frecuentemente, se identifica con el flujo msico o masa que pasa por un rea dada en la unidad de tiempo.Kg / seg

Caudal

LEYES FUNDAMENTALES DE HIDRULICA Y NEUMTICAPRINCIPIO DE PASCALSi en esta prensa hidrulica aplicamos una fuerza F1 sobre el embolo pequeo, la presin que soportar el liquido ser:P = F1 / S1 = N/m2Las fuerzas son inversamente proporcionales a las superficies sobre las que se aplica: F/S2=F1/S1 F=F1*S2/S1 S2>S1 F2