Máquinas simples – poleas, plano inclinado, torno, gato de tornillo y engranajes

Qué muestra

Una máquina simple permite que una fuerza pequeña E levante una carga grande L. La ventaja mecánica VM = L/E compara las fuerzas, y la relación de velocidades RV = dE/dL compara las distancias recorridas y solo depende de la geometría. El rendimiento es VM/RV, es decir, el trabajo útil L·dL dividido entre el trabajo aportado E·dE. El rozamiento en poleas, cojinetes y roscas, y elevar el bloque de poleas móvil, desperdician energía, así que el trabajo útil siempre es menor que el aportado. Las cuerdas se consideran ligeras e inextensibles. Las palancas están en la simulación Palancas y momento de una fuerza.

Cómo usarla

Elige una pestaña de máquina, ajusta Masa de la carga m y el rozamiento, y pulsa Tirar (Girar manivela en el gato y el cabrestante). Lee el dinamómetro y las dos reglas: cada elevación añade una fila con L, E, dL, dE, VM, RV y rendimiento. En Poleas, cambia Tramos de cuerda n y la masa de cada polea móvil, y aumenta la carga para ver en la gráfica cómo cambia el rendimiento.

Parámetros que puedes cambiar

• Máquina Poleas, Plano inclinado, Torno (rueda y eje), Gato de tornillo, Cabrestante de engranajes
• Sistema de poleas Polea fija, Polea móvil, Polipasto
• Tramos de cuerda que sostienen el polipasto 2–6
• Masa de la carga 1–100 kg
• Masa de cada polea móvil 0–2 kg
• Pérdida por rozamiento en cada polea, cojinete o engrane 0–15 %
• Ángulo de la pendiente 5–60 °
• Coeficiente de rozamiento (plano, rosca) 0–0,6
• Radio de la rueda 10–60 cm
• Radio del eje 2–20 cm
• Paso de la rosca 2–12 mm
• Longitud de la manivela 10–60 cm
• Dientes del piñón 8–40
• Dientes de la rueda grande 12–96

Preguntas para explorar

1. ¿Por qué un polipasto tiene más rendimiento con una carga pesada que con una ligera?
2. ¿Cómo cambia la relación de velocidades de un plano inclinado al aumentar la pendiente?
3. ¿Por qué ninguna máquina real puede tener un rendimiento del 100 %?