APLICACIN DE UN SISTEMA DE POLEAS EN EL LEVANTAMIENTO DE CARGAS

PROYECTO INTEGRADOR

APLICACIN DE UN SISTEMA DE POLEAS EN EL LEVANTAMIENTO DE CARGAS

OBJETIVOS.

Reducir el desgaste fsico en la construccin civilMejorara la velocidad en la construccin.Conocer las ventajas de usar el sistema de poleas en la construccin civil.Evitar segregacin cuando se transporta mezclas

PROBLEMA.

Cules deberan ser las aceleraciones en un sistema que pretende alternar dos cargas y cul es la fuerza de tensin posible a soportar si la mezcla que se desea subir pesa 50 kg i el desperdicio que se desea bajar pesa 200 kg?; adems se necesita saber el trabajo ejercido por el motor para elevar las cargas a una altura 7.5m (considere F = 10N, g=10m/s2).

HIPTESIS.

Realizando una serie de ecuaciones se podr encontrar la aceleracin y la fuerza de tensin en un sistema de poleas.

MARCO TEORICO POLEAS

una polea, garrucha, carrucha, trocla, trcola o carrillo, una de las mquinas simples, es una rueda, generalmente maciza y acanalada, que con el concurso de una cuerda se usa como elemento de transmisin en mquinas y mecanismos para cambiar la direccin del movimiento o su velocidad y formando conjuntos aparejos o polipastos para adems reducir la magnitud de la fuerza necesaria para mover un peso.

TIPOS.

MARCO TEORICO:

POLEA SIMPLE FIJAComo su nombre indica, consiste en una sola polea que est fija a algn lugar. Con ella no se gana en Fuerza, pero se emplea para cambiar el sentido de la fuerza haciendo ms cmodo el levantamiento de cargas al tirar hacia abajo en vez de para arriba, entre otros motivos porque nos podemos ayudar de nuestro propio peso para efectuar el esfuerzo.

POLEA SIMPLE MOVIL.

Es un conjunto de dos poleas, una de las cuales es fija, mientras que la otra es mvil. La polea mvil dispone de un sistema armadura-gancho que le permite arrastrar la carga consigo al tirar de la cuerda.SISTEMA DE POLEAS

anlisis de las poleas fijas y mviles se desprende que desde un punto de vista mecnico la eficiencia de un sistema de poleas depender del nmero de poleas movibles que emplee en tanto el uso de poleas fijas no comporta ventaja mecnica alguna. Adems, la ventaja mxima se obtendr cuando los ramales sean paralelos. polea movible divide por la mitad la resistencia aplicada: el ramal de la primera polea que es a su vez resistencia de la segunda polea soporta una fuerza igual a la mitad del peso; igualmente el ramal de la segunda polea, a su vez resistencia de la tercera polea soporta una cuarta parte del peso, etc. Si se emplean n poleas movibles, la ventaja mecnica ser:

La importante desventaja de este sistema de poleas es que usualmente no se dispone de indefinidos puntos fijos de anclaje

POLEA DIFERENCIAL-Una polea diferencial se compone de dos poleas de distinto radio caladas sobre el mismo eje y recibe esta denominacin porque la potencia necesaria para elevar el peso es proporcional a la diferencia entre dichos radios; ms an, la mquina no funciona si los radios no son distintos. La cuerda, mejor cadena, es cerrada y se pasa primero por la garganta de la polea mayor (1-2) y luego por la polea mvil que sustenta la resistencia (2-3), retorna a la polea diferencial pasndose por la garganta de la menor (3-4) y finalmente se enlaza con el ramal sobre el que se aplica la potencia (4-1). Al aplicar la potencia en la direccin indicada en la figura, los ramales 1 y 3 descienden mientras que 2 y 4 ascienden.

Q para distinguirla de los radios R y r de la polea diferencial,supondremos paralelos (2 y 3) que se repartirn la carga estando a una tensin Q/2 mientras en la tira de la polea (1) acta la potencia P.

Un sistema de coordenadas tridimensional se construye trazando un eje Z, perpendicular en el origen de coordenadas a los ejes X e Y.Cada punto viene determinado por tres coordenadas P(x, y, z).Un vector en el espacio es cualquier segmento orientado que tiene su origen en un punto y su extremo en el otro.

COMPONENTES DE UN VECTOR EN EL ESPACIO.Si las coordenadas de A y B son: A(x1, y1, z1) y B(x2, y2, z2) Las coordenadas o componentes del vector son las coordenadas del extremo menos las coordenadas del origen.

MDULO

Fuerzas.En mecnica, es generalmente suciente clasicar las fuerzas que actan sobre los cuerpos en dos tipos: de accin a distancia y de contacto. Del primer tipo las fuerzas se conocen generalmente como campos de fuerza. As existen fuerzas de campos gravitacionales, de campos elctricos, de campos magnticos y otrasFUERZAS CONCURRENTES.

Un sistema de fuerzas concurrentes es aquel para el cual existe un punto en comn para todas las rectas de accin de las fuerzas componentesLa resultante es el elemento ms simple al cual puede reducirse un sistema de fuerzas

. (1)La forma expresa que la suma algebraica de los componentes segn los ejes x, y (en el plano de las fuerzas) es cero.

. -

FUERZAS PARALELAS. cuerpo rgido actan dos o ms fuerzas cuyas lneas de accin son paralelas, la resultante tendr un valor igual a la suma de ellas con su lnea de accin tambin paralela a las fuerzas, pero su punto de aplicacin debe ser determinado con exactitud para que produzca el mismo efecto que las componentes.

Las fuerzas paralelas son aquellas que actan sobre un cuerpo rgido con sus lneas de accin en forma paralela, como se ve en las figuras siguientes

DIAGRAMA DEL CUERPO LIBRE(DCL)Un diagrama de cuerpo libre o diagrama de cuerpo aislado debe mostrar todas las fuerzas externas que actan sobre el cuerpo. Es fundamental que el diagrama de cuerpo libre est correcto antes de aplicar la Segunda ley de Newton, Fext = maestos diagramas, se escoge un objeto o cuerpo y se asla, reemplazando las cuerdas, superficies u otros elementos por fuerzas representadas por flechas que indican sus respectivas direcciones.REGLAS BSICAS.FUERZA DE GRAVEDAD (W, mg).La fuerza de gravedad se grafica verticalmente hacia abajo y se le ubica en el centro de la gravedad (C.G) del cuerpo o sistema.Su valor se calcula:

LA PRIMERA LEY DE NEWTONSEGUNDA LEY DE NEWTONUn cuerpo se encuentra en estado de equilibrio traslaciones si y slo si la suma vectorial de las fuerzas que actan sobre l es igual a cero

encarga de cuantificar el concepto de fuerza. Nos dice que la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleracin que adquiere dicho cuerpo.

La unidad de fuerza en el Sistema Internacional es el Newton y se representa por N. Un Newton es la fuerza que hay que ejercer sobre un cuerpo de un kilogramo de masa para que adquiera una aceleracin de 1 m/s2, o sea, generalizar la Segunda ley de Newton para que incluya el caso de sistemas en los que pueda variar la masa. Para ello primero vamos a definir una magnitud fsica nueva. Esta magnitud fsica es la cantidad de movimiento que se representa por la letra p y que se define como el producto de la masa de un cuerpo por su velocidad, es decir:

La Fuerza que acta sobre un cuerpo es igual a la variacin temporal de la cantidad de movimiento de dicho cuerpo, es decir:

METODOLOGIAS

EDIFICIO

Aplicando D.C.L

ABTTTAPLICANDO EL D.C.LSOLUCINGRACIAS