Ventajas mecánicas de un gato de tornillo

Escrito por andrew breslin | Traducido por cesar daniel gonzález ménez
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Ventajas mecánicas de un gato de tornillo
Una llanta pinchada es una excelente oportunidad para aprender algunos principios importantes de la física. (David De Lossy/Photodisc/Getty Images)

Si alguna vez has tenido un neumático pinchado, te habrás dado cuenta de que un automóvil es demasiado pesado para que lo puedas levantar sin ayuda mecánica. Si has utilizado un gato, has demostrado la ventaja mecánica de una máquina simple: el tornillo. Con esta máquina, puedes levantar el enorme peso de un automovil sin sudar ni romperte la espalda.

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Trabajo

El trabajo es igual a la fuerza-tiempo-distancia. Si quieres subir un coche de 1-tonelada (1000 kg) a 1 pie (30,48 cm) del suelo, eso es un mucho trabajo. Supongamos que no eres capaz de ejercer la fuerza suficiente para 1 tonelada (1000 kg) y sólo puedes manejar una fuerza máxima de 50 libras (22,68 kg). Una fuerza de 50 libras (22,68 kg) ejercidas sobre 40 pies (12,19 m) logra la misma cantidad de trabajo como 1 tonelada (1000 kg) ejercida sobre 1 pie (30,48 cm).

Transferir fuerza

Si levantas un coche de 1 tonelada(1000 kg) de peso, ejerciendo sólo 50 libras (22,68 kg) de fuerza, el tornillo está transfiriendo tu fuerza, dándote una ventaja mecánica. Una máquina simple no va a producir más trabajo que el que tú pongas en él. Simplemente lo transfiere. Para levantar ese coche de 1 tonelada (1000 kg), se aplican 50 libras (22,68 kg) de fuerza al girar el tornillo, mientras que el tornillo se va levantando hasta que termine a 1 pie de alto, tendrás que girar el tornillos en varias ocasiones para que llegue a 1 pie (30,48 cm) de altura. Debido a que la fuerza generada en este caso es 40 veces mayor que la fuerza introducida, la distancia a través del cual se ejerce la fuerza debe ser de 40 pies (12,19 m).

Otras máquinas simples

Hay seis tipos diferentes de máquinas simples y todas ellas trabajan con una mayor cantidad de fuerza de salida que la que se introduce, moviendo la fuerza introducida a través de una distancia más grande. Las seis máquinas simples son: 1. palanca 2. Rueda y eje 3. polea 4. Plano Inclinado 5. cuña 6. tornillo

La palanca

La palanca es probablemente es la máquina simple más fácil de conceptualizar. Si quisieras levantar algo más pesado de lo que eres es capaz de levantar normalmente, puedes utilizar una palanca. El punto de apoyo de la palanca se encuentra en un punto más cercano del objeto que quieres mover que de ti. Si tuvieras una palanca configurada en este modo, el extremo de la palanca puede desplazarse hacia abajo 3 pies (91,44 cm), mientras que el otro extremo sólo se mueve hasta 1 pie (30,48 cm). Por lo que estás ejerciendo tres veces tu fuerza a una mayor distancia, pero la fuerza de salida es tres veces mayor. Cincuenta libras (22,68 kg) de fuerza, ejercida a través de 3 pies (91, 44 cm), es equivalente a 150 libras (68,04 kg) de fuerza ejercida sobre 1 pies (30,48 cm).

Ventaja mecánica

La ventaja mecánica de cualquier máquina simple es igual a la fuerza de salida dividida por la fuerza de entrada. Esto es siempre igual a la mayor distancia a través de la cual la fuerza de ser ejercida. La ventaja mecánica de una palanca que te permite levantar 150 libras (68,04 kg) con 50 libras (22,68 kg) de fuerza es de tres. Tienes que ejercer la fuerza a través de una distancia tres veces mayor. La ventaja mecánica de un gato de tornillo que te permite levantar un coche de 1 tonelada (1000 kg) con 50 libras (22,68 kg) de fuerza es de 40. Tendrías que ejercer tu fuerza a través de 40 veces la distancia del movimiento del coche. La mayoría de los automovilistas encuentran que moviendo que mover 50 libras (22,68 kg) a través de 40 pies (12,19 m) de distancia está dentro de sus capacidades, mientras que mover una tonelada a un solo pie (30,48 cm) de distancia es imposible. Lo mejor es no salir de casa sin un gato de tornillo en la cajuela.

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