Page 282 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

12.29. ¿Cuál debe ser el ángulo de la punta de una cuña apretar una tuerca de \ in de diámetro. Se produce
para que su ventaja mecánica sea de 10? una fuerza real de salida de 600 Ib. Si el perno tiene
Resp. 5.71° 10 cuerdas o roscas por pulgada, ¿cuál es la ventaja
12.30. Una caja de 10 kg es llevada desde el piso hasta una mecánica ideal y cuál es la eficiencia?
plataforma de carga a través de una rampa de 6 m de 12.33. La palanca de un gato de tomillo tiene 24 in de lar­
longitud y 2 m de altura. Supongamos que ¡ik = 0.25. go. Si el tornillo tiene seis cuerdas o roscas por pul­
¿Cuáles son las ventajas mecánicas ideal y real de gada, ¿cuál es la ventaja mecánica ideal?
esa rampa? Resp. 904
12.31. En el caso de la rampa del problema 12.30, ¿cuál es 12.34. Si el gato de tornillo del problema 12.33 tiene 15%
la eficiencia de dicha rampa? Resp. 58.6% de eficiencia, ¿qué fuerza se requiere para levantar
*12.32. Una fuerza de entrada de 20 Ib se aplica al man­ con él 2000 Ib?
go de 6 in de una llave de tuercas que se usa para

Problemas adicionales

*12.35. Un plano inclinado tiene 6 m de longitud y 1 m de ñado para funcionar a 600 rev/min. ¿Cuál deberá
altura. El coeficiente de fricción cinética es 0.2. ser el diámetro de la polea del motor para que su
¿Cuánta fuerza se requiere para empujar con rapi­ velocidad sea de 2000 rev/min? Resp. 75.0 mm
dez constante un peso de 2400 N hacia la parte alta 12.40. En la correa de un ventilador, la rueda impulsora
del plano inclinado? ¿Cuál es la eficiencia del plano es de 20 cm de diámetro y la rueda de arrastre tie­
inclinado? Resp. 873 N, 45.8% ne un diámetro de 50 cm. La potencia de entrada
*12.36. Una rueda y un eje se usan para elevar una masa de proviene de un motor de 4 kW que hace girar a la
700 kg. El radio de la rueda es de 0.50 m y el del rueda motriz a 300 rev/min. Si la eficiencia es de
eje de 0.04 m. Si la eficiencia real es de 60%, ¿qué 80%, calcule el número de revoluciones por minuto
fuerza de entrada deberá aplicarse a la rueda? y el momento de torsión que se imparten a la rueda
*12.37. Un eje que gira a 800 rev/min imparte un momento impulsada.
de torsión de 240 N • m a un eje de salida que gira a 12.41. Una cuña para partir leños mide 16 cm por lado y
200 rev/min. Si la eficiencia de la máquina es de 70%, el ángulo de la punta es de 10°. ¿Cuál es la ventaja
calcule el momento de torsión de salida. ¿Cuál es la mecánica ideal? Resp. 5.76
potencia de salida? Resp. 672 N ■ m, 14.1 kW 12.42. Una máquina tiene una eficiencia de 72%. Una fuer­
*12.38. El tornillo de un gato tiene una cuerda cuyo paso de za de entrada de 500 N se ejerce a través de una dis­
rosca es de 0.25 in. Su manija tiene 16 in de largo y tancia paralela de 40 cm. ¿Cuánta energía se pierde
se está levantando con él una carga de 1.9 toneladas. en el proceso?
Sin tener en cuenta la fricción, ¿qué fuerza hay que *12.43. Un motor con 80% de eficiencia acciona un malaca­
aplicar en el extremo de la manija? ¿Cuál es la ven­ te con una eficiencia de 50%. Si la potencia que se
taja mecánica? imparte al motor es de 6 kW, ¿a qué altura elevará el
*12.39. Cierto compresor para refrigeración viene provisto malacate una masa de 400 kg en un tiempo de 4 s?
de una polea de 250 mm de diámetro y está dise- Resp. 2.45 m

Preguntas para la reflexión crítica
12.44. Un peso de 60 N es levantado por los tres procedi­ la ventaja mecánica ideal de la rueda dentada para
mientos que se ilustran en la figura 12.18. Calcule el tornillo sinfín en función del radio de la polea
la ventaja mecánica ideal y la fuerza de entrada que de entrada R, el radio del eje motor r y el número de
se requiere para cada aplicación. dientes n de la rueda dentada.
Resp. 2, 30 N; 3, 20 N; 0.33, 180 N 12.46. La transmisión de tornillo sinfín del problema 12.45
12.45. Una transmisión de tornillo sinfín similar a la que tiene una rueda dentada con 80 dientes. Si el radio
se muestra en la figura 12.11 tiene n dientes en la de la rueda de entrada es de 30 cm y el radio del eje
rueda dentada. (Si n = 80, una vuelta completa del motor es de 5 cm, ¿qué fuerza de entrada se requiere
tornillo sinfín hará avanzar la rueda un octavo de para levantar una carga de 1200 kg? Suponga una
revolución.) Obtenga una expresión para calcular eficiencia de 80%. Resp. 30.6 N

Capítulo 12 Resumen y repaso 263