Ventaja mecánica

Esquema de un polipasto de una polea móvil con una ventaja mecánica igual a 4. La carga izada es cuatro veces la fuerza aplicada.

La ventaja mecánica es una magnitud adimensional que indica cuánto se amplifica la fuerza aplicada usando un mecanismo (ya sea una máquina simple, una herramienta o un dispositivo mecánico más complejo) para contrarrestar una carga de resistencia.

donde:
  • '' es la ventaja mecánica;
  • '' es la carga de resistencia;
  • ' es la fuerza aplicada.

La ventaja mecánica puede distinguirse en dos tipos:

  • Ventaja mecánica teórica o ideal, obtenida de las supuestas condiciones ideales (miembros rígidos, ausencia de fricción, etc.), se puede deducir calculando el equilibrio de la máquina en un diagrama de sólido libre.
  • Ventaja mecánica práctica o real. Siempre es inferior a la anterior, pues el rendimiento real del mecanismo es inferior a 1, es decir, es inferior al 100%.

Rendimiento y energía

De forma ideal, un mecanismo transmitiría toda la energía aplicada para actuar contra la resistencia, sin añadir o sustraer energía. Esto significa que no habría una fuente adicional de energía (a diferencia de un servomecanismo), que el sistema no tendría fricción y que el mecanismo estaría formado por sólidos rígidos (o cables que no se pueden estirar) que no se desgastan. El rendimiento de un sistema real se expresa en términos de eficiencia respecto al sistema ideal, de manera que existe fricción, deformación y desgaste.

donde:
  • '' es la energía aplicada;
  • '' es la energía que contrarresta la carga de resistencia;
  • '' es el rendimiento. Es inferior a la unidad en un caso real.
Potencia

Por analogía, teniendo en cuenta que la potencia representa la energía por unidad de tiempo, la potencia de entrada sería igual que la potencia de salida en un sistema ideal. De igual manera, en un sistema real, la potencia obtenida a la salida del sistema sería igual a la potencia aplicada multiplicada por el rendimiento.

donde:
  • '' es la potencia aplicada;
  • '' es la potencia que contrarresta la carga de resistencia;
  • '' es el rendimiento. Es inferior a la unidad en un caso real.
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