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Fuerza necesaria para levantar un coche con un gato mecánico (8410)

F_y_Q — 2025-02-28T06:28:39Z

Para elevar un coche que tiene una masa de 2 000 kg se utiliza un gato mecánico. Si el paso de la rosca es de 5 mm, el brazo de la fuerza es de 20 cm y se requiere levantar el coche de 10 cm, calcula la fuerza necesaria para hacerlo y el trabajo total realizado.

Para resolver este problema, debes emplear los principios de las máquinas simples, específicamente del gato mecánico, que es una aplicación de la palanca y la rosca.

El momento de fuerza para levantar el coche está relacionada con el momento de la resistencia, que es el peso del coche. La ecuación que las relaciona es:

En el caso del gato mecánico, por cada vuelta del tornillo, la distancia es la longitud de la circunferencia:

Si despejas el valor de la fuerza motor y sustituyes:

El trabajo total realizado será el producto de la fuerza aplicada por la distancia sobre la que se aplica la fuerza. En este caso, la distancia es la altura a la que se levanta el coche:

Fuerza necesaria para transportar dos sacos con una carretilla de mano (7591)

F_y_Q — 2022-05-07T07:23:30Z

Con la carretilla de la figura queremos transportar dos sacos de cemento de 50 kg cada uno. A partir de los datos dados en la figura, contesta:

a) ¿De qué tipo de palanca se trata?

b) Calcula la fuerza que se debe ejercer para poder transportar los sacos de cemento con la carretilla.

a) Es una palanca de segundo grado porque el la resistencia se sitúa entre la potencia y el fulcro. Presenta ventaja mecánica y se suele usar para mover grandes masas con menor potencia.

Si necesitas repasar los tipos de palancas, puedes hacerlo clicando en este enlace.

b) Si aplicas la ley de la palanca y despejas el valor de la fuerza que debes hacer:

El cálculo es inmediato:

Fuerza que debemos hacer para levantar una masa con una palanca (7590)

F_y_Q — 2022-05-06T08:36:32Z

Calcula la fuerza que tienes que hacer para mover un peso P con una palanca de primer grado, sabiendo que la distancia del peso al punto de apoyo es de 70 cm, la distancia de la fuerza al punto de apoyo es 30 cm y que el peso a mover se corresponde con una masa de 40 kg.

Si aplicas la ley para las palancas, en la que el momento de las fuerzas de resistencia y potencial tiene que ser igual, puedes despejar el valor de la fuerza que tienes que hacer. Ten en cuenta que la fuerza que tienes que vencer es el peso:

Sustituyes y calculas la fuerza:

[P(824)] Disminución de la intensidad de una onda por absorción

F_y_Q — 2022-03-22T05:21:10Z

El enunciado y la solución al problema que se resuelve en el vídeo los puedes ver AQUÍ.

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Elevación de una carga usando un torno (7533)

F_y_Q — 2022-03-21T08:15:40Z

Tenemos un torno de radio 10 cm y longitud de la manivela 50 cm. Una persona hace girar el torno a razón de 15 vueltas por minuto. Calcula:

a) ¿Qué fuerza debe hacer para subir una carga de 400 kg?

b) ¿Cuántas vueltas tiene que darle al torno para subir la carga 18 m?

c) ¿Cuánto tiempo tarda la carga en subir esa altura?

d) ¿Cuál es la velocidad con la que sube?

a) La fuerza motora necesaria está relacionada con la fuerza resistente, que es el peso de la carga. Aplicas la ley del torno y despejas el valor de la fuerza motora:

Sustituyes y calculas:

b) Cada vuelta de torno recorre una longitud de cuerda que es igual a la longitud de su circunferencia. Si multiplicas esa longitud por n y lo igualas a la altura que quieres elevar la carga puedes despejar el número de vueltas:

El cálculo es automático:

c) Conoces la velocidad angular con la asciende la carga y las vueltas necesarias por lo que solo tienes que despejar el tiempo. Para expresarlo en unidad del Sistema Internacional debes hacer la conversión:

d) La velocidad es el cociente entre la altura que asciende la carga y el tiempo que acabas de calcular:

Descarga el enunciado y la resolución del problema en formato EDICO si lo necesitas.

Masa necesaria para que una palanca esté en equilibrio (7199)

F_y_Q — 2021-05-27T09:00:52Z

Determina la masa m para que la barra de la figura se mantenga en equilibrio:

Para que la palanca esté en equilibrio se debe cumplir que los momentos de las fuerzas sean iguales, es decir, el producto del peso de la masa de la izquierda por la distancia al fulcro ha de ser igual al producto del peso de la masa de derecha por su distancia al fulcro:

La masa que debes calcular la obtienes al despejar de la ecuación del peso:

Fuerza motora necesaria para subir un armario por una rampa (6547)

F_y_Q — 2020-05-08T06:20:01Z

Un empleado de una empresa de mudanzas tiene que subir al camión un armario que pesa 1 000 N. Para hacerlo va a usar una rampa de 8 m de longitud que salva la altura del camión de 85 cm. ¿Qué fuerza debe hacer el empleado?

La ley que se cumple en el plano inclinado es que el producto de la fuerza motora (potencia) por la longitud del plano es igual al producto de la fuerza resistente (resistencia) por la altura del plano:

Despejas la fuerza motora y calculas, pero teniendo cuidado con las unidades:

Puedes descargar el enunciado y la resolución del problema en formato EDICO si lo necesitas.

Masa de agua que puedes sacar de un pozo usando un torno (6546)

F_y_Q — 2020-05-08T06:08:51Z

Si eres capaz de realizar una fuerza motora de 80 N y usas un torno de radio 38 cm y cuya manivela tiene una longitud de 52 cm para sacar agua de un pozo, ¿qué masa de agua podrás sacar de una vez? Considera que .

En el caso del torno, que se puede asemejar a una palanca de primer género, también se cumple la ley de la palanca pero debes relacionar la potencia con la longitud de la manivela y la resistencia con el radio del cilindro:

La resistencia es:

El dato que obtienes es el peso del agua, pero debes calcular la masa de agua:

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Fuerza necesaria para levantar una masa con una polea simple o compuesta (6545)

F_y_Q — 2020-05-08T05:57:54Z

¿Qué fuerza hay que hacer para levantar un saco de 55 kg con una polea? ¿Y si la polea que usamos es doble? Considera que .

La polea es una máquina que se puede asemejar a una palanca de primer género cuyos brazos de potencia y resistencia son iguales, por lo que no hay ventaja mecánica.
Para levantar el saco con una polea hay que hacer una fuerza igual al peso del saco:

Si la polea es doble, el brazo de potencia se hace el doble que el brazo de resistencia, por lo que la ventaja mecánica es 2 y eso significa que la fuerza motora es la mitad que la fuerza de resistencia:

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Fuerza necesaria para cortar la rama de un árbol con unas tijeras de podar (6544)

F_y_Q — 2020-05-08T04:53:12Z

Para cortar una rama de un árbol se necesita un momento de . Un jardinero dispone para ello de unas tijeras de podar con unos brazos de 1.23 m, ¿qué fuerza debe hacer para conseguir cortar la rama?

El dato que facilita el enunciado es el producto de la fuerza resistente por el brazo resistente, por eso indica que es un momento. Si aplicas la ley de la palanca y despejas el valor de la fuerza motora, puedes calcular lo que se pide:

Puedes descargar el enunciado y la resolución del problema en formato EDICO si lo necesitas.