1. Movimientos y fuerzas

2. Estructuras2. Estructuras

3. Mecanismos

ÍNDICE

1. MOVIMIENTOS Y FUERZAS

1.1 ¿Qué es movimiento y trayectoria?

1.2 ¿Qué tipos de movimiento veremos?

1.3 ¿Qué son las fuerzas?

2

1.3 ¿Qué son las fuerzas?

1.4 ¿Qué tipos de fuerzas hay?

ÍNDICE

2. ESTRUCTURAS

2.1 ¿Qué es una estructura?

2.2 ¿Qué son los esfuerzos?

2.3 ¿Qué tipos de estructuras hay?

3

2.3 ¿Qué tipos de estructuras hay?

ÍNDICE

3. MECANISMOS

3.1 ¿Qué son los mecanismos?

3.2 ¿Qué es una palanca?

3.3 ¿Cuándo está una palanca en equilibrio?

4

3.3 ¿Cuándo está una palanca en equilibrio?

3.4 ¿Qué tipos de palancas hay?

3.5 ¿Qué es una polea y qué tipos hay?

3.6 ¿Qué son los engranajes?

3.7 ¿Qué son las cadenas?

1. MOVIMIENTOS Y FUERZAS

1.1 ¿Qué es movimiento y trayectoria?

1.2 ¿Qué tipos de movimiento veremos?

5

1.2 ¿Qué tipos de movimiento veremos?

1.3 ¿Qué son las fuerzas?

1.4 ¿Qué tipos de fuerzas hay?

1. Movimientos y fuerzas1.1 ¿Qué es movimiento y trayectoria? (1/1)

• Un cuerpo está en movimiento cuando

cambia de posición.

• La trayectoria de un cuerpo en movimiento

es el dibujo del camino que recorre.

6

1. Movimientos y fuerzas1.2 ¿Qué tipos de movimiento veremos? (1/2)

• Rectilíneo. Cuando la trayectoria sea recta. A

su vez, puede ser:

- Rectilíneo de un sentido. Cuando no cambie

de sentido, es decir, no retroceda.

- Rectilíneo alternativo. Cuando

7

- Rectilíneo alternativo. Cuando

periódicamente cambie de sentido.

1. Movimientos y fuerzas1.2 ¿Qué tipos de movimiento veremos? (2/2)

• Circular. Cuando la trayectoria sea una

circunferencia o un arco de circunferencia.

- Circular de un sentido. Cuando siempre gire

en el mismo sentido.

- Circular alternativo. Cuando cambie de

8

- Circular alternativo. Cuando cambie de

sentido de giro.

1. Movimientos y fuerzas1.3 ¿Qué son las fuerzas? (1/2)

• Un cuerpo se deforma cuando cambia su

forma o su volumen.

• Un cuerpo se acelera cuando se da

cualquiera de estas circunstancias:

- Cambia su rapidez, tanto si crece como si

9

- Cambia su rapidez, tanto si crece como si

decrece.

- Cambia la dirección de su movimiento.

1. Movimientos y fuerzas1.3 ¿Qué son las fuerzas? (2/2)

• Fuerza es todo aquello capaz de deformar un

cuerpo o acelerarlo.

• La fuerza (F) es una magnitud y se mide en

Newtons (N). También se puede medir en

kilopondios (kp).

 

10

kilopondios (kp).

La equivalencia es 1 kp = 9,8 N ≈ 10 N.

Ejemplo. Para sostener un cuerpo de 1 kg de

masa tengo que hacer una fuerza de 1 kp ≈ 10 N.

Para sostener un cuerpo de 5 kg de masa tengo

que hacer una fuerza de 5 kp ≈ 50 N.

1. Movimientos y fuerzas1.4 ¿Qué tipos de fuerzas hay? (1/2)

Las fuerzas pueden ser de dos tipos:

• Fuerza de contacto. Cuando la fuerza es debida

a otro cuerpo que le está tocando.

Ejemplos: la fuerza que hago cuando empujo

una caja o la fuerza debida al viento que hace

11

una caja o la fuerza debida al viento que hace

girar un molino.

1. Movimientos y fuerzas1.4 ¿Qué tipos de fuerzas hay? (2/2)

• Fuerza a distancia. Cuando la fuerza se debe a

otro cuerpo que no necesariamente le está

tocando.

Ejemplos: fuerza de la gravedad, fuerza eléctrica

y fuerza magnética.

12

y fuerza magnética.

2. ESTRUCTURAS

2.1 ¿Qué es una estructura?

2.2 ¿Qué son los esfuerzos?

13

2.2 ¿Qué son los esfuerzos?

2.3 ¿Qué tipos de estructuras hay?

2. Estructuras(vídeo 01 Introducción a las estructuras 18:34 (a partir

de 4:30))

2.1 ¿Qué es una estructura? (1/1)

• Una estructura es un cuerpo destinado a

soportar los efectos de las fuerzas que actúan

sobre él.

14

sobre él.

• Para que una estructura se considere adecuadadebe ser:

-Resistente. Debe aguantar sin romper.

-Rígida. No debe deformarse demasiado.

-Estable. No debe volcar.

2. Estructuras2.2 ¿Qué son los esfuerzos? (1/2)

• Cuando un cuerpo se ve sometido a fuerzas,

dicho cuerpo sufre en su interior unas tensiones

que llamamos esfuerzos.

• Los esfuerzos pueden ser de tracción,

compresión, flexión, torsión y cortadura:

15

compresión, flexión, torsión y cortadura:

(vídeo 02 Esfuerzos 1:40)

2. Estructuras

2.2 ¿Qué son los esfuerzos? (2/2)

-Tracción, si las fuerzas intentan alargarlo.

-Compresión, si las fuerzas intentar acortarlo.

-Flexión, si las fuerzas intentan doblarlo.

16

-Flexión, si las fuerzas intentan doblarlo.

-Torsión, si las fuerzas intentan retorcerlo.

-Cortadura, si las fuerzas intentan cortarlo.

2. Estructuras2.3 ¿Qué tipos de estructuras hay? (1/9)

Los tipos de estructuras que veremos son:

masivas, de barras trianguladas, de barras

entramadas, neumáticas, abovedadas y

colgantes, laminares y geodésicas.

172. Estructuras

2.3 ¿Qué tipos de estructuras hay? (2/9)

• Estructuras masivas. Estas estructuras utilizan

gran cantidad de material.

Ejemplo. Pirámides y zigurats.

18

2. Estructuras2.3 ¿Qué tipos de estructuras hay? (3/9)

• Estructuras de barras trianguladas. Están

formadas por barras que forman triángulos.

Ejemplo. Torres de alta tensión.

192. Estructuras

2.3 ¿Qué tipos de estructuras hay? (4/9)

• Estructuras de barras entramadas. Están

formadas por barras verticales y horizontales,

unidas de forma muy rígida.

Ejemplo. Edificios urbanos.

20

2. Estructuras2.3 ¿Qué tipos de estructuras hay? (5/9)

• Estructuras neumáticas. Contienen aire a

presión en su interior.

Ejemplo. Castillo hinchable o lancha hinchable.

212. Estructuras

2.3 ¿Qué tipos de estructuras hay? (6/9)

• Estructuras abovedadas. Están formadas por

arcos y bóvedas.

Ejemplo. Catedrales.

22

2. Estructuras2.3 ¿Qué tipos de estructuras hay? (7/9)

• Estructuras colgantes. Utilizan cables.

Ejemplo. Puente colgante.

232. Estructuras

2.3 ¿Qué tipos de estructuras hay? (8/9)

• Estructuras laminares. Utilizan láminas.

Ejemplo. Carrocería de un coche, carcasa de la

tele.

24

2. Estructuras2.3 ¿Qué tipos de estructuras hay? (9/9)

• Estructuras geodésicas. Son trianguladas

tridimensionales.

Ejemplo. Cúpula geodésica.

25

(vídeo 03 Tipos de estructuras (hasta 2:20))

3. MECANISMOS

3.1 ¿Qué son los mecanismos?

3.2 ¿Qué es una palanca?

3.3 ¿Cuándo está una palanca en equilibrio?

26

3.3 ¿Cuándo está una palanca en equilibrio?

3.4 ¿Qué tipos de palancas hay?

3.5 ¿Qué es una polea y qué tipos hay?

3.6 ¿Qué son los engranajes?

3.7 ¿Qué son las cadenas?

3. Mecanismos(vídeo 04 Introducción a los mecanismos 11:20)

3.1 ¿Qué son los mecanismos? (1/1)

• Los mecanismos son elementos destinados a

transmitir y transformar fuerzas y movimientos

desde un elemento que llamamos motriz hasta

otro elemento que llamamos resistente.

27

otro elemento que llamamos resistente.

• Gracias a los mecanismos podemos realizar

determinados trabajos con mayor comodidad y

menor cansancio.

Ejemplos. Palanca, poleas, engranajes, cadenas,

correas, tornillo sin fin, cremallera, leva, biela-

manivela, junta universal.

3. Mecanismos3.2 ¿Qué es una palanca? (1/3)

• Una palanca es un mecanismo que constará al

menos de una barra rígida que puede girar en

torno a un punto llamado punto de apoyo o

fulcro.

28

3. Mecanismos3.2 ¿Qué es una palanca? (2/3)

• En un punto de la barra se aplica una fuerza,

llamada fuerza motriz (Fm), con el fin de vencer

otra fuerza, llamada fuerza resistente (Fr),

situada en otro punto.

• Llamamos brazo motriz (bm) a la distancia

29

• Llamamos brazo motriz (bm) a la distancia

entre la fuerza motriz y el punto de apoyo.

Llamamos brazo resistente (br) a la distancia

entre la fuerza resistente y el punto de apoyo.

3. Mecanismos3.2 ¿Qué es una palanca? (3/3)

30

3. Mecanismos3.3 ¿Cuándo está una palanca en equilibrio? (1/2)

• Una palanca está en equilibrio si se cumple:

Fm · bm = Fr · br (ecuación de equilibrio)

donde Fm es la fuerza motriz, Fr es la fuerza

resistente, bm es el brazo motriz y br es el brazo

resistente.

31

resistente.

3. Mecanismos

3.3 ¿Cuándo está una palanca en equilibrio? (2/2)

• En equilibrio, la fuerza motriz es la fuerza

mínima para vencer la fuerza resistente. La fuerza

resistente es la máxima que puede vencer la

fuerza motriz.

• La ecuación de equilibrio nos dice que, en

32

• La ecuación de equilibrio nos dice que, en

equilibrio, la fuerza más alejada del punto de

apoyo es la más pequeña de las dos y viceversa.

(vídeo 05 Palancas 4:29)

3. Mecanismos3.4 ¿Qué tipos de palancas hay? (1/4)

De entre fuerza motriz, punto de apoyo y fuerza

resistente, según cuál de los tres esté en el

medio hay tres tipos de palancas.

333. Mecanismos

3.4 ¿Qué tipos de palancas hay? (2/4)

• Palanca de primer grado. Lo que está en medio

es el punto de apoyo.

Ejemplo: alicates.

34

(vídeo 06 Palancas de primer grado 1:38)

3. Mecanismos3.4 ¿Qué tipos de palancas hay? (3/4)

• Palanca de segundo grado. Lo que está en

medio es la fuerza resistente.

Ejemplo: cascanueces.

35

(vídeo 07 Palancas de segundo grado 2:00)

3. Mecanismos3.4 ¿Qué tipos de palancas hay? (4/4)

• Palanca de tercer grado. Lo que está en medio

es la fuerza motriz.

Ejemplo: pinzas de pelo.

36

(vídeo 08 Palancas de tercer grado 1:39)

3. Mecanismos3.5 ¿Qué es una polea y qué tipos hay? (1/3)

• Las poleas son ruedas ranuradas que giran

alrededor de su eje. Por la ranura de la polea se

hace pasar una cuerda o correa.

• En un extremo se aplica la fuerza motriz (Fm) y

en el otro la fuerza resistente (Fr).

37

en el otro la fuerza resistente (Fr).

(vídeo 09 Poleas (I) hasta 1:10)

3. Mecanismos3.5 ¿Qué es una polea y qué tipos hay? (2/3)

• Estudiaremos dos tipos de poleas:

- Polea fija. Una única rueda fija. El equilibrio

se produce cuando la fuerza motriz es igual a la

fuerza resistente: Fm = Fr

38

3. Mecanismos3.5 ¿Qué es una polea y qué tipos hay? (3/3)

- Polea fija+móvil. Una rueda fija y otra móvil.

El equilibrio se produce cuando la fuerza motriz

es la mitad de fuerza resistente: Fm = Fr/2

39

(vídeo 10 Poleas (II) 1:53)

3. Mecanismos3.6 ¿Qué son los engranajes? (1/3)

• Los engranajes son juegos de ruedas que

poseen salientes llamados dientes, que encajan

entre sí, arrastrando unas a otras.

Ejemplo. Los engranajes se usan en relojes,

coches, batidoras, etc.

40

coches, batidoras, etc.

(vídeo 11 Engranajes 0:44)

3. Mecanismos3.6 ¿Qué son los engranajes? (2/3)

• Para que los dientes encajen bien, todos los

dientes tendrán la misma forma y tamaño.

• Dos engranajes en contacto giran en distinto

sentido.

• Llamando a uno de los engranajes A y al otro B,

41

• Llamando a uno de los engranajes A y al otro B,

siempre se cumple:

(rapidez_giro_A ) · ( nº_dientes_A ) = (rapidez_giro_B ) · ( nº_dientes_B )

• Por tanto, el engranaje que gira más deprisa es

el más pequeño y viceversa.

3. Mecanismos3.6 ¿Qué son los engranajes? (3/3)

• Aunque no los estudiaremos, además de los

engranajes rectos, que son los que hemos visto,

está el tornillo sin fin, la cremallera, y los

engranajes cónicos.

42

3. Mecanismos3.7 ¿Qué son las cadenas? (1/2)

• Si las ruedas dentadas no estén en contacto

directo entre sí, sino a través de una cadena, el

mecanismo se llama cadena-rueda dentada.

Ejemplo. Las cadenas se usan en bicis, motos…

43

(vídeo 12 Cadena 0:50)

3. Mecanismos3.7 ¿Qué son las cadenas? (2/2)

• Para que los dientes encajen bien, todos los

dientes tendrán la misma forma y tamaño.

• Las dos ruedas giran en el mismo sentido.

• Llamando a una de las ruedas A y a la otra B,

siempre se cumple:

44

siempre se cumple:

(rapidez_giro_A ) · ( nº_dientes_A ) = (rapidez_giro_B ) · ( nº_dientes_B )

• Por tanto, la rueda que gira más deprisa es la

más pequeño y viceversa.

45