Cuando aplicas una fuerza a un muelle, probablemente este se alargar. Si duplicas la fuerza, el alargamiento tambin se duplicar. Esto es lo que se conoce como la ley de Hooke.La ley de Hooke establece que el alargamiento de un muelle es directamente proporcional almdulode la fuerza que se le aplique, siempre y cuando no se deforme permanentemente dicho muelle.F=k(xx0)donde: F es el mdulo de la fuerza que se aplica sobre el muelle. k es la constante elstica del muelle, que relaciona fuerza y alargamiento. Cuanto mayor es su valor ms trabajo costar estirar el muelle. Depende del muelle, de tal forma que cada uno tendr la suya propia. x0es la longitud del muelle sin aplicar la fuerza. x es la longitud del muelle con la fuerza aplicada.Si al aplicar la fuerza, deformamos permanentemente el muelle decimos que hemos superado sulmite de elasticidad.EjemploSi aplicamos a un muelle una fuerza de 140 N, este alcanza una longitud de 15 cm. Si por el contrario aplicamos una fuerza de 20 N, su longitud pasa a ser de 10 cm. Calcula la longitud que tiene el muelle en reposo y su constante elstica.__________________________________________________________________________-----Con la palanca se trata de vencer unaresistencia, situada en un extremo de la barra, aplicando una fuerza de valor ms pequeo que se denominapotencia, en el otro extremo de la barra.En una palanca podemos distinguir entonces los siguientes elementos:El punto de apoyo o fulcro.Potencia: la fuerza (en la figura de abajo: esfuerzo) que se ha de aplicar.Resistencia: el peso (en la figura de abajo: carga) que se ha de mover.

Brazo de potenciaBrazo de resistencia

El brazo de potencia (b2): es la distancia entre el fulcro y el punto de la barra donde se aplica la potencia.El brazo de resistencia (b1): es la distancia entre el fulcro y el punto de la barra donde se encuentra la resistencia o carga.Cuntos tipos de palanca hay?

La ubicacin del fulcro respecto a la carga y a la potencia o esfuerzo, definen el tipo de palanca

Segn lo visto en la figura y lo definido en el cuadro superior, hay tres tipos de palancas:Palanca de primer tipo o primera clase o primer grupo o primer gnero:Se caracteriza por tener el fulcro entre la fuerza a vencer y la fuerza a aplicar.

Palanca de primera clase

Esta palanca amplifica la fuerza que se aplica; es decir, consigue fuerzas ms grandes a partir de otras ms pequeas.Por ello, con este tipo de palancas pueden moverse grandes pesos, basta que el brazo b1 sea ms pequeo que el brazo b2.Algunos ejemplos de este tipo de palanca son: el alicates, la balanza, la tijera, las tenazas y el balancn.

Palancas de primera clase

Algo que desde ya debe destacarse es que al accionar una palanca se producir un movimiento rotatorio respecto al fulcro, que en ese caso sera el eje de rotacin.Palanca de segundo tipo o segunda clase o segundo grupo o segundo gnero:Se caracteriza porque la fuerza a vencer se encuentra entre el fulcro y la fuerza a aplicar.

Palanca de segunda clase

Este tipo de palanca tambin es bastante comn, se tiene en lo siguientes casos: carretilla, destapador de botellas, rompenueces.

Palancas de segunda clase

Tambin se observa, como en el caso anterior, que el uso de esta palanca involucra un movimiento rotatorio respecto al fulcro que nuevamente pasa a llamarse eje de rotacin.Palanca de tercer tipo o tercera clase o tercer grupo:Se caracteriza por ejercerse la fuerza a aplicar entre el fulcro y la fuerza a vencer.

Palanca de tercera clase

Este tipo de palanca parece difcil de encontrar como ejemplo concreto, sin embargo el brazo humano es un buen ejemplo de este caso, y cualquier articulacin es de este tipo, tambin otro ejemplo lo tenemos al levantar una cuchara con sopa o el tenedor con los tallarines, una corchetera funciona tambin aplicando una palanca de este tipo.

Palancas de tercera clase

Este tipo de palanca es ideal para situaciones de precisin, donde la fuerza aplicada suele ser mayor que la fuerza a vencer.Y, nuevamente, su uso involucra un movimiento rotatorio.Hemos visto los tres tipos de palancas, unos se usan ms que otros, pero los empleamos muy a menudo, a veces sin siquiera darnos cuenta, y sin pensar en el tipo de palanca que son cuando queremos aplicar su funcionamiento en algo especfico.En algunas ocasiones, ciertos artefactos usan palancas de ms de un tipo en su funcionamiento, son las palancas mltiples.Palancas mltiples:Varias palancas combinadas.Por ejemplo: el cortaas es una combinacin de dos palancas, el mango es una combinacin de 2 gnero que presiona las hojas de corte hasta unirlas. Las hojas de corte no son otra cosa que las bocas o extremos de una pinza y, constituyen, por tanto, una palanca de tercer gnero.

Otro tipo de palancas mltiples se tiene en el caso de una mquina retroexcavadora, que tiene movimientos giratorios (un tipo de palanca), de ascenso y descenso (otra palanca) y de avanzar o retroceder (otra palanca).Ley de las palancasDesde el punto de vista matemtico hay una ley muy importante, que antiguamente era conocida como la ley de oro, nos referimos a la Ley de las Palancas:El producto de la potencia por su brazo (F2 b2) es igual al producto de la resistencia por el brazo suyo (F1 b1)

lo cual se escribe as:F1 b1 = F2 b2

lo que significa que:Trabajo motor = Trabajo resistente

Llamando F1 a la fuerza a vencer y F2 a la fuerza a aplicar y recordando que b1 es la distancia entre el fulcro y la fuerza a vencer y b2 la distancia entre el fulcro y el lugar donde se ha de aplicar la fuerza F2. En este caso se est considerando que las fuerzas son perpendiculares a los brazos.Y es vlida para todo tipo de palancas. Laspoleasson ruedas que tienen el permetro exterior diseado especialmente para facilitar el contacto con cuerdas o correas.En toda polea se distinguen tres partes:cuerpo, cuboy garganta. Elcuerpoes el elemento que une el cubo con la garganta. En algunos tipos de poleas est formado por radios o aspas para reducir peso y facilitar la ventilacin de las mquinas en las que se instalan. Elcuboes la parte central que comprende el agujero, permite aumentar el grosor de la polea para aumentar su estabilidad sobre el eje. Suele incluir unchaveteroque facilita la unin de la polea con el eje o rbol (para que ambos giren solidarios). Lagarganta(ocanal) es la parte que entra en contacto con lacuerdao lacorreay est especialmente diseada para conseguir el mayor agarre posible. La parte ms profunda recibe el nombre dellanta. Puede adoptar distintas formas (plana, semicircular, triangular...) pero la ms empleada hoy da es latrapezoidal.Las poleas empleadas para traccin y elevacin de cargas tienen el permetroacanaladoen forma desemicrculo(para alojar cuerdas), mientras que las empleadas para la transmisin de movimientos entre ejes suelen tenerlotrapezoidal o plano(en automocin tambin se emplean correasestriadasydentadas) Bsicamente la polea se utiliza para dos fines:cambiar la direccin de una fuerzamediantecuerdasotransmitir un movimiento giratoriode un ejea otromediantecorreas.

En el primer caso tenemos unapolea de cableque puede emplearse bajo la forma depoleafija,poleamvilopolipasto. Su utilidad se centra en la elevacin de cargas (pastecas, gras, ascensores...), cierre de cortinas, movimiento de puertas automticas, etc.

En el segundo caso tenemos unapolea de correaque es de mucha utilidad para acoplar motores elctricos a otras mquinas (compresores, taladros, ventiladores, generadores elctricos, sierras...) pues permite trasladar un movimiento giratorio de un eje a otro. Con este tipo de poleas se construyen mecanismos como elmultiplicadorde velocidad, lacajade velocidad y eltrende poleas.Poleas:Es un disco acanalado con un eje en el centro, el cual le permite sostenerse de un soporte.Polea fija:Una polea fija sirve nicamente para modificar la direccin de la fuerza de entrada a partir del principio del equilibrio, en la polea fija la fuerza de entrada ser igual a la fuerza de salida.F=N F1r=F2rr=mPolea mvil:El eje tiene movimientos de rotacin y traslacin; es una palanca de segundo gnero. En una polea sencilla mvil, la fuerza de entrada recorre el doble de la distancia que la fuerza de salida. Por ello la frmula que se utiliza es:F1(2r) = F2rEJEMPLO DE PROBLEMA DE APLICACIN:Calcular la fuerza mnima necesaria en newtons para mover una roca que ejerce una fuerza de 400 kgf y se tiene una polea mvil que tiene un eje de 0.5 m.F1=F2r / 2r=(400kgf)(0.5m) / 2(0.5 m) = 200 kgfSistema de poleas:Se conocen como aparejos (poseen una polea mvil) y polipastos (poseen dos o ms poleas mviles).Dinammetro:Es un instrumento con el cual se puede medir las fuerzas que se producen en los cuerpos en movimiento.

PolipastoUtilidad DescripcinCaractersticas

[Cua] [Gatillo] [Polea fija de cable] [Polea mvil] [Polipasto] [Rampa] [Tren de rodadura] [Trinquete]UtilidadSe emplea en la elevacin o movimiento de cargas siempre que queramos realizar un esfuerzo menor que el que tendramos que hacer levantando a pulso el objeto.DescripcinEs una combinacin de poleas fijas y mviles recorridas por una sola cuerda que tiene uno de sus extremos anclado a un punto fijo.Los elementos tcnicos del sistema son los siguientes: Lapolea fijatiene por misin modificar la direccin de la fuerza (potencia) que ejercemos sobre la cuerda. El hecho de ejercer la potencia en sentido descendente facilita la elevacin de cargas, pues podemos ayudarnos de nuestro propio peso. Lapolea mviltiene por misin proporcionar ganacia mecnica al sistema. Por regla general, cada polea mvil nos proporciona una ganacia igual a 2. Lacuerda(cable) transmite las fuerzas entre los diferentes elementos. Su resistencia a la traccin ha de estar en funcin del valor de laresistenciay de la ganacia mecnica del sistema, que a su vez depende del nmero de poleas mviles y de su combinacin con las fijas.

En este mecanismo la ganancia mecnica y el desplazamiento de la carga van en funcin inversa: cuanto mayor sea la ganacia conseguida menor ser el desplazamiento.CaractersticasLa ganancia de cada sistema depende de la combinacin realizada con las poleas fijas y mviles, por ejemplo, podremos obtener ganancias 2, 3 4 segn empleemos una polea fija y una mvil, dos fijas y una mvil o una fija y dos mviles respectivamente.

Este sistema tiene el inconveniente de que la distancia a la que puede elevarse un objeto depende de la distancia entre poleas (normalmente entre entre las dos primeras poleas, la fija y la primera mvil). Para solucionarlo se recurre a mecanismos en los que varias poleas fijas y mviles acoplados respectivamente en ejes comunes, son recorridos por la misma cuerda.

PolipastosComo es de conocimiento, el polipasto es una combinacin de poleas fijas y mviles recorridas por una o varias cuerdas con los extremos anclados a uno o a varios puntos fijos.

Para calcular la fuerza F se utiliza la frmula: F= R / 2n, donde n es en nmero de poleas mviles.

Otro tipo de polipastos se presenta cuando cada polea mvil est sujeta a un punto fijo a travs de una cuerda.

Para calcular la fuerza aplicada es:

F= R / 2 ^n, donde n es el nmero de poleas mviles.Plano inclinadoEl plano inclinado es una mquina simple que permite subir objetos realizando menos fuerza. Para calcular la tensin de la cuerda que equilibra el plano, descomponemos las fuerzas y hacemos la sumatoria sobre cada eje. Es recomendable girar el sistema de ejes de tal forma que uno de ellos quede paralelo al plano. Con esto se simplifican las cuentas ya que la sumatoria de fuerzas en X tiene el mismo ngulo que la tensin que lo equilibra.

Para resolverlo dibujamos los ejes y las fuerzas aplicadas sobre el cuerpo. Tenemos el peso, la normal y la tensin de la cuerda. En este caso no consideramos el rozamiento.

Descomponemos el peso en X e Y

Sobre el eje Y sabemos que no hay desplazamiento, por lo tanto:

Sobre el eje X, si queremos equilibrar el sistema:

La fuerza equilibra al plano es:

Elplano inclinadoes una superficie plana que forma con otra un ngulo muy agudo (mucho menor de 90). En la naturaleza aparece en forma derampa, pero el ser humano lo ha adaptado a sus necesidades hacindolo mvil, como en el caso del hacha o del cuchillo.

UtilidadEl plano inclinado es el punto de partida de un nutrido grupo de operadores y mecanismos cuya utilidad tecnolgica es indiscutible. Sus principales aplicaciones son tres: Se emplea en forma derampapara reducir el esfuerzo necesario para elevar una masa (carreteras, subir ganado a camiones, acceso a garajes subterrneos, escaleras...).

En forma dehlicepara convertir un movimiento giratorio en lineal (tornillo de Arqumedes,tornillo,sinfn, hlice de barco, tobera...)

En forma decuapara apretar (sujetar puertas para que no se cierren, ensamblar piezas de madera...), cortar (cuchillo, tijera, sierra, serrucho...) y separar o abrir (hacha, arado, formn, abrelatas...).

Tipos de choquesCon el fin de entender mejor los choques vamos a dividirlos en tres categoras bsicas: elsticos, inelsticos y totalmente inelsticos.

Loschoques elsticosse producen cuando dos objetos chocan y rebotan entre s sin ningn cambio en sus formas. Los choques de las bolas de billar o los choques entre partculas subatmicas son un buen ejemplo de colisiones elsticas. En los choques elsticos se conservan tanto la cantidad de movimiento como la energa cintica.

En loschoques inelsticos, uno o los dos objetos que chocan se deforman durante la colisin. En estos choques la cantidad de movimiento se conserva, pero la energa cintica no se conserva ya que parte de ella se transforma en otro tipo de energa en el proceso de deformacin de los cuerpos.

En loschoques totalmente inelsticos, los cuerpos que chocan se mueven tras la colisin con la misma velocidad de manera que parecen estar pegados y se comportan como un nico cuerpo. En este tipo de choques se conserva la cantidad de movimiento pero toda la energa puesta en juego en el choque se transforma en calor o deformacin y no se recupera para el movimiento.Un cuerpo de masa 14 kg que se mueve con una velocidad de 5 m/s choca elsticamente con otro de 7 kg que se mueve a -7 m/s.Si tras el choque el segundo cuerpo se mueve con una velocidad de 9 m/s con qu velocidad se mover el primero?

Un cuerpo de masa 14 kg que se mueve con una velocidad de 5 m/s choca elsticamente con otro de 7 kg que se mueve a -7 m/s.Si tras el choque el segundo cuerpo se mueve con una velocidad de 9 m/s con qu velocidad se mover el primero?R: La cantidad de movimiento del sistema antes del choque es la suma de las cantidades de movimiento de cada cuerpo:pantes= m1v1i+ m2v2i= 14 kg5 m/s + 7 kg (-7) m/s = 70 kgm/s - 49 kgm/s = 21 kgm/sLa cantidad de movimiento tras el choque es:pdespues= m1v1f+ m2v2f= 14 kg v1f+ 7 kg 9 m/s = 14 kgv1f+ 63 kgm/sComo en los choques se conserva la cantidad de movimiento, tenemos quepantes= pdespues21 kgm/s = 14 kgv1f+ 63 kgm/s-42 kgm/s = 14 kgv1fY despejando nos queda:v1f= -3 m/s

http://www.proyectosalonhogar.com/Enciclopedia_Ilustrada/Ciencias/Cantidad_Movimiento.htm