Introduccion A Los Mecanismos.

NOMBRE DEL CURSO: “Curso de Elementos Mecánicos

Industriales”

EXPOSITOR : Ing. José Manuel García Salinas

DIRIGIDO A: Publico en general con deseos de aprender Elementos mecánicos. Único requisito saber leer y escribir y realizar cálculos matemáticos.

OBJETIVO: Al término de éste curso se obtendrán los conocimientos suficientes analizar, diagnosticar y reparar fallas de equipos mecánicos industriales

CONTENIDO MODULO I. Conceptos básicos de física

MODULO II. Lubricación

MODULO III. Sistemas mecánicos de transmisión de movimiento

MODULO IV. Cadenas de rodillos

MODULO V. Engranes

1 CONCEPTOS BÁSICOS DE FÍSICA

La física puede definirse como la ciencia que investiga los conceptos fundamentales de la materia, la energía y el espacio, y las relaciones entre ellos.

1.1 Diferencia entre peso y masa

La masa es una constante universal igual a la relación del peso de un cuerpo con la aceleración gravitacional debida a su peso.

El peso es la fuerza de atracción gravitacional y varía dependiendo de la aceleración de la gravedad.

La masa de un cuerpo es tan sólo una medida de su cantidad de materia y no depende en lo absoluto de la gravedad. En el espacio exterior. Un martillo tiene un peso despreciable, pero sirve para clavar en la misma forma usual, puesto que su masa no cambia.

El peso de cualquier cuerpo es la fuerza con la cual el cuerpo es atraído verticalmente hacia abajo por la gravedad. Cuando un cuerpo cae libremente hacia la tierra, la única fuerza que actúa sobre el es su peso.

Por mucho tiempo el termino peso ha sido empleado en actividades técnicas y no técnicas para designar la fuerza de gravedad que actúa sobre un cuerpo, o bien la masa del propio cuerpo

En el sistema internacional de unidades la unidad utilizada para designar la masa es el kilogramo (kg) y la unidad utilizada para el peso es el Newton, que es el resultado de la multiplicación de una cierta cantidad de masa por la aceleración de la gravedad:

Kg X 9.81 m/s² = Newton (N) ; W = m x g

En el sistema inglés de unidades la unidad utilizada para designar la masa es el slug que se calcula a partir del peso y la gravedad. La unidad utilizada para el peso en este sistema es la libra (lb).

Gravedad en el sistema inglés = 32.2 ft/s²

Slug = W / g

EJERCICIOS

1.- Determine la masa de una persona cuyo peso es de 150 lb.

2.- Determine el peso de un bloque de 18 kg.

3.- Determine la masa de un cuerpo cuyo peso es de 100 N.

1.2 Fuerza y cantidad de movimiento

A la acción de empujar o tirar que tiende a generar un movimiento se le llama fuerza. Un resorte estirado ejerce fuerzas sobre los objetos que están unidos a sus extremos; el aire comprimido ejerce una fuerza sobre las paredes del recipiente que lo contiene, y un tractor ejerce fuerza sobre el remolque que lleva arrastrando. Tal vez la fuerza más conocida sea la de atracción universal, que ejerce la tierra sobre todos los cuerpos.

Una fuerza representa la acción de un cuerpo sobre otro y puede ejercerse en contacto real o a distancia.

En el sistema internacional la unidad de fuerza es el Newton (N) y en el sistema inglés la unidad de la fuerza es la libra (lb).

Una fuerza se caracteriza por su punto de aplicación, su magnitud, dirección y sentido y se representa con un vector.

De la segunda ley de Newton se desprende el concepto de cantidad de movimiento, que dice:

“Si la fuerza resultante que actúa sobre una partícula no es cero, la partícula tendrá una aceleración proporcional a la magnitud de la resultante y en la dirección de está”

F = m x a

Donde F, m y a representan, respectivamente, la fuerza resultante que actúa sobre la partícula, la masa de está y la aceleración de la misma, expresadas en un sistema congruente de unidades.

EJERCICIOS

1.- ¿Qué aceleración le impartirá una fuerza de 20 N a un cuerpo de 10 kg?

2.- ¿Qué fuerza resultante le impartirá a un cuerpo de 32 lb una aceleración de 5 ft/ s²?

3.- ¿Cuál es la masa de un cuerpo si una fuerza de 60 N le imparte una aceleración de 4 m/ s²?

1.3 Torque

El momento de torsión se define como la tendencia a producir un cambio en el movimiento rotacional. En algunos casos se le llama también momento de fuerza. El movimiento rotacional de un cuerpo se ve afectado tanto por la magnitud de una fuerza como por su brazo de palanca. Por lo tanto definiremos el momento de torsión como el producto de una fuerza por su brazo de palanca.

T = F x d

T = momento de torsión F = fuerza d = distancia

EJERCICIOS

1.- Un mecánico ejerce una fuerza de 20 lb en el extremo de una llave de 10 in, como se muestra en la figura. Si este tirón forma un ángulo de 60° con el mango de la llave, ¿cual es el momento de torsión producido en la tuerca?

1.4 Velocidad y aceleración lineal

El tipo más sencillo de movimiento que puede experimentar un objeto es el movimiento uniforme en línea recta. Si el objeto recorre las mismas distancias en cada unidad sucesiva de tiempo, se dice que se mueve con una velocidad constante. Por ejemplo si un tren recorre 26 ft de vía por cada segundo que se mueve, se dice que lleva una velocidad constante de 26 ft/s. La velocidad promedio de un cuerpo se define como:

V = distancia recorrida / tiempo transcurrido

V = d / t

Pero en la mayoría de los casos, la velocidad de un objeto cambia mientras este se mueve. Este tipo de movimiento se llama movimiento acelerado. La razón a la que cambia la velocidad con respecto al tiempo se llama aceleración. Por ejemplo suponga que observa el movimiento de un cuerpo durante un tiempo t. La velocidad inicial del cuerpo se define como su velocidad al inicio del intervalo de tiempo: cuando t = 0. La velocidad final se define como la velocidad que tiene el cuerpo al final del intervalo de tiempo. Por lo tanto, si somos capaces de medir las velocidades inicial y final de un objeto en movimiento, podemos decir que su aceleración está dada por:

a = Vf – Vo

t

Dónde: a = aceleración Vf = velocidad final Vo = velocidad inicial

t = tiempo.

EJERCICIOS

1.- Un tren reduce su velocidad de 60 a 20 mi/h en 8 segundos. Encuentre la aceleración

2.- Un automóvil mantiene una aceleración uniforme de 8 m/ s². Si su velocidad inicial era de 20 m/s, ¿cual es su velocidad después de 6 s?

1.5 Velocidad y aceleración angular

A la razón de cambio del desplazamiento angular con respecto al tiempo se le llama velocidad angular. Por lo tanto, si un objeto gira a través de un ángulo θ en un tiempo t, su velocidad angular media está dad por:

ω = θ / t

El símbolo ω se usa para denotar la velocidad rotacional. Aun cuando la velocidad angular puede expresarse en revoluciones por minuto o revoluciones por segundo, en la mayoría de los problemas físicos es necesario utilizar radianes por segundo para adaptarse a fórmulas más convenientes. Puesto que la velocidad de rotación en gran número de problemas técnicos se expresa en términos de la frecuencia de revoluciones, la siguiente relación será de utilidad:

ω = 2 π f

donde ω se mide en radianes por segundo y f se mide en revoluciones por segundo.

Al igual que el movimiento lineal, el movimiento rotacional puede ser uniforme o acelerado. La rapidez de la rotación puede aumentar o disminuir bajo la influencia de un momento de torsión resultante. Por ejemplo, si la velocidad angular cambia de un valor inicial ωo a un valor final ωf en un tiempo t, la aceleración angular es:

α = ωf – ωo

t

EJERCICIOS

1.- Una rueda de un bicicleta un diámetro de 66 cm y da 40 revoluciones en 1 minuto. ¿Cuál es su velocidad angular?, ¿Qué distancia lineal se desplazará la rueda?

2.- Una polea aumenta su velocidad de rotación de 6 a 12 rev/s en 8 s. ¿Cuál es su aceleración angular?

1.6 Potencia

La potencia se define como la rapidez con la que se realiza un trabajo, su

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