Transcripción para Introduction to mechanical advantage

0:00bienvenidos de vuelta ahora vamos a
0:02utilizar lo que hemos aprendido sobre el
0:04concepto de trabajo y energía y todo lo
0:07que hemos visto sobre la conservación de
0:09la energía y vamos a aplicarlo a
0:10máquinas sencillas y el primero de ellos
0:13es la máquina que conocemos como la
0:16palanca simple que tú puedes imaginarlo
0:18como como estos juegos que puedes
0:21encontrar en los parques como lo sube y
0:22baja o bueno que son como balancines
0:25digamos ok en este caso en este caso
0:29podemos localizar un punto este punto de
0:33aquí que es el que digamos balance a
0:37toda esta tabla que podemos pensar que
0:39es de madera digamos para fines de este
0:41de este vídeo que es digamos para que
0:44sea más sencillo vamos a suponer que
0:46esta distancia es de un metro mientras
0:48que el fulcro al punto final es de dos
0:52metros ok entonces lo que vamos a hacer
0:55es bueno aquí podemos podemos hacernos
0:58muchas preguntas no por ejemplo
1:00podríamos podríamos preguntarnos cuánta
1:02fuerza hay que aplicar
1:05cuanta fuerza hay que aplicar aquí para
1:08que mantengamos el nivel verdad porque
1:11este cuerpo que tenemos del otro lado
1:13tiene un peso de 10 newton recordemos
1:16que el peso es justo la fuerza que se
1:18genera debido a la gravitación verdad y
1:21si nosotros aplicamos una fuerza de este
1:24otro lado podríamos preguntarnos cuánto
1:26necesitamos para mantener esto
1:28balanceado ok o todavía más por ejemplo
1:31si nosotros aplicamos una fuerza cuanto
1:35necesitamos aplicar para rotar esta
1:39barra en sentido contrario a las
1:41manecillas del reloj por ejemplo si
1:45nosotros aplicamos una fuerza entonces
1:47esta tabla va a moverse no sé quizás
1:51algo así
1:55que al aplicar una fuerza
1:58se mueve más o menos
2:02así muy bien
2:05entonces lo que es importante es checar
2:09que esta de este punto no se mueve
2:11entonces esta distancia morada debe ser
2:14igual a esta distancia amarilla en cada
2:16uno de los lados verdad muy bien
2:19entonces si uno aplica una fuerza y se
2:22mueve digamos se desplaza esta esta
2:25tabla con una con un ángulo teta
2:29respecto a su posición original entonces
2:31uno podría preguntarse cuánto subió este
2:34objeto que estaba inicialmente aquí pero
2:37que ahora tiene cierta altura de este
2:41estilo esta altura digamos que esta
2:43altura vamos a llamar la distancia no sé
2:46debido al peso ya esta altura vamos a
2:49llamarle distancia debido a la fuerza no
2:53sé digamos por darle algún nombre
2:55entonces nos podríamos preguntar cuánto
2:57subió este cuerpo
3:00de este lado o en real o por ejemplo
3:02cuánto bajo la tabla de este otro lado
3:05muy bien entonces ya que tenemos esta
3:09imagen
3:1011 simplemente utiliza funciones
3:13trigonométricas para poder determinar
3:16esta distancia verdad aquí tenemos justo
3:18un ángulo recto y por supuesto cuando
3:21elevamos esta tabla pues no queda
3:23exactamente arriba de este de este punto
3:26verdad sino que a lo mejor se mueve un
3:28poco a la izquierda lo importante es que
3:30esta distancia en amarillo también es de
3:321 metro y esta distancia es de 2 metros
3:36muy bien entonces nosotros conocemos
3:39esta distancia que es la hipotenusa y
3:42queremos saber cuánto es esta distancia
3:45que sería el cateto opuesto con respecto
3:48a nuestro ángulo entonces unos
3:50rápidamente recurren a las funciones
3:53trigonométricas recordemos él
3:56acá
3:57tú a verdad con el soca todas podríamos
4:01determinar cuál función trigonométricas
4:04la relaciona el cateto opuesto con la
4:06hipotenusa y eso es el seno de nuestro
4:09ángulo verdad entonces lo que vamos a
4:11tener es que el seno el seno de nuestro
4:15ángulo será igual al cateto opuesto que
4:19es la distancia del de vida al peso
4:23dividido entre la hipotenusa que en este
4:26caso es un metro muy bien ahora esto lo
4:30podemos hacer exactamente igual con el
4:32otro con el otro lado verdad porque
4:36tenemos este mismo ángulo tenemos dos
4:38rectas que se cruzan en un vértice los
4:40ángulos opuestos son iguales entonces
4:43nosotros podemos ver que el seno de este
4:47ángulo el seno de este ángulo debe ser
4:50igual al cateto puesto que es la de f
4:54df
4:56entre dos metros verdad entre la
5:00hipotenusa porque aquí está nuestro
5:02ángulo recto la hipotenusa sería este de
5:05aquí que es dos metros muy bien entonces
5:11con esto inmediatamente podríamos
5:15determinar cómo están relacionadas estas
5:17distancias y es que si nos damos cuenta
5:19tenemos el mismo seno del ángulo que
5:22iguala a estas dos cosas quiere decir
5:25que entre ellas tienen que ser iguales
5:27es decir esto de aquí que es la
5:30distancia f entre 2 debe ser igual a la
5:33distancia p entre un metro entonces la
5:36distancia
5:37efe sobre dos metros debe ser igual a la
5:43distancia p
5:45entre un metro entre
5:49un metro entonces uno puede rápidamente
5:51ver qué bueno a este uno no no tiene que
5:55estar aquí bueno dividir entre uno da lo
5:57mismo y podríamos ver que la distancia
6:00efe es esencialmente 22 veces la
6:05distancia p muy bien esto es lo que
6:09hemos obtenido hasta este momento esta
6:11distancia será el doble a la que
6:13teníamos de este lado muy bien
6:17ahora lo que sí sabemos es que tenemos
6:20la ley de la conservación de la energía
6:23entonces si nosotros aplicamos una
6:25fuerza aquí esencialmente para poder ver
6:29cuál fue la fuerza en realidad tenemos
6:32que pensar que estamos imprimiendo la
6:34energía a este sistema de nuestro sube y
6:37baja y en realidad estamos transfiriendo
6:39energía hasta el otro bloque hasta este
6:42bloque azul que teníamos acá elevándolo
6:44lo estamos elevando y así es como
6:46estamos transfiriendo la energía a este
6:48bloque entonces lo que vamos a tener es
6:51lo siguiente tenemos esta fuerza esta
6:54fuerza f
6:55efe es igual a pero no no no es igual
7:00sino que si nosotros aplicamos esta
7:02fuerza y recorrimos esta distancia esto
7:05es en realidad el trabajo generado por
7:08esta fuerza y por la ley de la
7:10conservación de la energía debe ser
7:12igual al trabajo que se genera del otro
7:15lado ahora aquí tú dirás dónde está la
7:17fuerza pues la fuerza está en este
7:20bloque que dijimos que le imprime una
7:22fuerza de 10
7:23entonces porque ese es su peso entonces
7:26vamos a tener 10 newtons 10 newtons por
7:30la distancia que s
7:33que se desplazó que es de p dt
7:38muy bien entonces ahora podríamos
7:41utilizar esta ecuación que ya obtuvimos
7:43donde df es dos veces de pe y entonces
7:46tendremos que la fuerza es esfuerza por
7:51fuerza por de f que dijimos que era dos
7:55veces de pe dos veces de pe debe ser
7:59igual a diez newtons 10 newtons por bp
8:04entonces podemos dividir de ambos lados
8:07entre dos de pp y que es lo que nos
8:09queda que nuestra fuerza nuestra fuerza
8:12es igual a 10 newtons entre 2 que serían
8:165 newtons y luego de p / de p es una
8:22verdad entonces esto es lo que hemos
8:24obtenido que nuestra fuerza es de 5
8:28minutos y esto es muy interesante porque
8:30si te fijas muy bien lo que pasó es que
8:33multiplicamos la fuerza verdad en
8:36realidad esta fuerza era de 10 minutos y
8:38sólo tuvimos que aplicar 5 entonces al
8:41aplicar 5 newtons obtuvimos una fuerza
8:43de 10
8:44pero qué fue lo que pasó que en realidad
8:47yo tenía que aplicarlo al doble de
8:49distancia de lo que fue aquí verdad
8:52quedamos que esta distancia de efe era
8:54el doble de la distancia de p entonces
8:57mientras que aplique la mitad de la
8:59fuerza tuve que recorrer el doble de
9:02distancia para poder elevar este peso de
9:0510 minutos y tú a lo mejor ya estarás
9:08pensando que esto puede pasar en general
9:10y de hecho si por eso es que tiene mucho
9:13sentido definir esto que es la ventaja
9:15mecánica como la proporción la
9:20proporción entre los digamos
9:25o bueno más bien es la proporción que
9:27hay entre la fuerza de entrada perdón la
9:31fuerza de salida entre la fuerza de
9:34entrada y esto es lo que definimos como
9:37la ventaja mecánica y ya estarás
9:39pensando que la ventaja mecánica en
9:41realidad puede ser la proporción entre
9:44las longitudes que había de que define
9:47este fulcro verdad el fulcro define
9:49estas dos distancias y a lo mejor la
9:52ventaja mecánica es la proporción entre
9:54esas longitudes verdad entonces uno en
9:57realidad puede hacerlo más un poquito
9:59más en general
10:00digamos que que tenemos nuevamente
10:02nuestro nuestro sube y baja aquí o que
10:06quizás debería hacerlo un poco más
10:08derechito
10:10más derechito
10:14ok ahí tenemos nuestro balancín digamos
10:17aquí tenemos el fulcro verdad y aquí
10:21digamos que tengo una distancia de 1 y
10:24aquí una distancia de 2 además si yo
10:28aplico una fuerza f1 aquí y una fuerza
10:32hacia abajo efe 2 y entonces lo que
10:36vamos a tener en general es que f 2 x de
10:402
10:42ya te lo estás imaginando tiene que ser
10:44f1 por de 1 verdad yo no podría pensar
10:49más o menos como que esto es el trabajo
10:51pero no no es exactamente así porque el
10:54trabajo sería la fuerza 2 por la
10:56distancia que se desplazó de esta sería
11:00la distancia verdad pero pero tienen
11:03están están relacionados porque nosotros
11:07sabemos o ya vimos en un ejemplo que de
11:102
11:11sobre la altura digamos esta altura que
11:14se desplazó h 2 verdad es este es igual
11:19a de 1 entre la h 1 que sería la altura
11:23que se desplazó hacia arriba entonces si
11:26uno sustituye de dos aquí tendríamos
11:28algo así como f dos por de dos que en
11:31este caso sería de 1 por h 2 entre h 1 y
11:36esto sería igual a f 1 por de 1 si
11:38nosotros cancelamos los de unos
11:40tendríamos efe 2 por h 2 que sería
11:43justamente el trabajo y el h 1 si lo
11:46pasamos aquí multiplicando tendríamos f1
11:49por h1 que sería también el trabajo
11:51entonces realmente estamos hablando de
11:53la conservación de la energía ok
11:56entonces esta ecuación de aquí que
11:58acabamos de pintar esta ecuación de aquí
12:02esta de aquí es esencialmente lo que
12:05tienes que conocer muy bien ya está a
12:08esto
12:09a esta cantidad que tenemos de este lado
12:11es lo que conocemos como el
12:14muy bien entonces en próximos vídeos
12:17utilizaré estas cantidades para resolver
12:20un montón de problemas sobre ventaja
12:23mecánica nos vemos pronto

Transcripción para Introduction to mechanical advantage

Acerca de

Contacto

Descarga nuestras apps

Cursos