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Contrapeso

Una grúa sencilla

Un contrapeso es un peso que, al aplicar una fuerza opuesta, proporciona equilibrio y estabilidad a un sistema mecánico . [1] El propósito de un contrapeso es hacer que la elevación de la carga sea más rápida y eficiente, lo que ahorra energía y causa menos desgaste en la máquina elevadora. [2]

Los contrapesos se utilizan a menudo en ascensores de tracción (elevadores), grúas y atracciones de feria . En estas aplicaciones, la carga prevista multiplicada por la distancia que la carga estará separada del soporte central (denominado "punto de inflexión") debe ser igual a la masa del contrapeso multiplicada por su distancia desde el punto de inflexión para evitar el desequilibrio en cualquiera de los lados. Esta distancia multiplicada por la masa se denomina momento de carga . [3]

Por extensión, una fuerza de contrapeso equilibra o compensa otra fuerza, como cuando dos objetos de igual peso, poder o influencia actúan en oposición uno al otro.

Ejemplos

Trabuquete
Hay cinco componentes principales de un trabuquete: viga, contrapeso, armazón, conducto guía y eslinga. Después de que el contrapeso cae desde una plataforma en el armazón, la gravedad tira del contrapeso y hace girar la viga. Sin el contrapeso, la viga no podría completar el arco que permite que la eslinga libere el proyectil con precisión. [4] [5]
Cigüeñal
En muchos sistemas rotatorios también se utilizan contrapesos para reducir las vibraciones debidas a desequilibrios en el conjunto rotatorio. Un ejemplo típico son los contrapesos en los cigüeñales de los motores de pistón . [6]
Lámpara de escritorio
Algunas lámparas de brazo equilibrado funcionan con un contrapeso para mantener el brazo y la lámpara en la posición deseada.
Contrapesos en la arquitectura
Ascensor
En los ascensores de tracción (no hidráulicos), un contrapeso pesado contrarresta la carga del carro del ascensor, de modo que el motor levanta una parte mucho menor del peso del carro (en concreto, el contrapeso es el peso del carro más el 40-50% de su capacidad nominal). El contrapeso también aumenta la fuerza de aceleración ascendente y disminuye la fuerza de aceleración descendente para reducir la cantidad de potencia que necesita el motor. Tanto el carro del ascensor como los contrapesos tienen ruedas que ruedan sobre raíles para evitar movimientos irregulares y proporcionar un viaje más suave a los pasajeros. [7]
Diagrama de un ascensor espacial. En la parte inferior del diagrama alto se ve la Tierra vista desde lo alto del Polo Norte. A unos seis radios terrestres por encima de la Tierra se dibuja un arco con el mismo centro que la Tierra. El arco representa el nivel de la órbita geosincrónica. Aproximadamente el doble de alto que el arco y directamente sobre el centro de la Tierra, se representa un contrapeso mediante un pequeño cuadrado. Una línea que representa el cable del ascensor espacial conecta el contrapeso con el ecuador directamente debajo de él. El centro de masas del sistema se describe como por encima del nivel de la órbita geosincrónica. El centro de masas se muestra aproximadamente a un cuarto del camino hacia arriba desde el arco geosincrónico hasta el contrapeso. Se indica que la parte inferior del cable está anclada en el ecuador. Un escalador se representa mediante un pequeño cuadrado redondeado. Se muestra al escalador trepando por el cable aproximadamente un tercio del camino desde el suelo hasta el arco. Otra nota indica que el cable gira junto con la rotación diaria de la Tierra y permanece vertical.
Ascensor espacial con contrapeso en la parte superior
Ascensor espacial
Una estructura propuesta diseñada para transportar material desde la superficie de un cuerpo celeste al espacio. Se han propuesto muchas variantes, pero el concepto más a menudo se refiere a un ascensor que llega desde la superficie de la Tierra al espacio exterior geoestacionario , con un contrapeso unido a su extremo exterior. Al colocar un contrapeso en el extremo, la fuerza centrífuga ascendente de la rotación de la Tierra garantiza que el cable permanezca tenso, contrarrestando la atracción gravitatoria en las secciones inferiores y permitiendo así que el ascensor permanezca en posición vertical. El contrapeso en sí podría asumir una de varias formas:
  1. un asteroide pesado y capturado ;
  2. un muelle espacial , una estación espacial o un puerto espacial situado más allá de la órbita geoestacionaria; o
  3. una extensión del propio cable mucho más allá de la órbita geoestacionaria.
Contrapeso del ascensor
Contrapesos de hormigón en una grúa torre
Puente basculante con contrapeso de hormigón

Metrónomo : un metrónomo mecánico de cuerda tiene un mecanismo de resorte y peso ajustable que permite ajustar la velocidad colocando el peso en el eje. La velocidad del tempo se reduce moviendo el peso a una marca más alta en el eje o se aumenta moviéndolo a una marca más baja.

Grúa
La grúa torre (ver imagen) es una forma moderna de grúa de equilibrio que se fija al suelo. Una pluma horizontal se equilibra asimétricamente a lo largo de la parte superior de la torre. El brazo largo lleva el mecanismo de elevación. El brazo corto se llama brazo de maquinaria; este sostiene los motores y la electrónica para operar la grúa, así como los contrapesos de hormigón. [8]

Otros ejemplos incluyen:

Véase también

Referencias

  1. ^ "contrapeso". Diccionario Libre . Farlex . Consultado el 5 de noviembre de 2019 .
  2. ^ Woodford, Chris (11 de junio de 2019). "Elevators". Explain that Stuff ( Ascensores ). Consultado el 5 de noviembre de 2019 .
  3. ^ "Principios básicos de diseño de grúas". E-Crane International . 2002. Archivado desde el original el 24 de julio de 2011.
  4. ^ "Cómo funciona una catapulta con trabuquete". TrebuchetStore.com . Consultado el 5 de noviembre de 2019 .
  5. ^ "¿Cómo funciona una catapulta?". HowStuffWorks . 2000-04-01 . Consultado el 2019-11-05 .
  6. ^ "Comprensión del equilibrio del cigüeñal". Revista Engine Builder . 12 de abril de 2009. Consultado el 28 de junio de 2018 .
  7. ^ Bellis, Mary; Artista, Fue una experimental; Directora, Película; productora; Creadora, Contenido de Videojuegos; inventora, escritora independiente durante unos 18 años Se especializó en escribir sobre; inventos; Marzo de 2015, en particular Bellis murió en (2019-08-11). "La historia de los ascensores de arriba a abajo". ThoughtCo . Consultado el 2019-11-05 .{{cite web}}: CS1 maint: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )
  8. ^ Brain, Marshall (1 de abril de 2000). "Cómo funcionan las grúas torre". HowStuffWorks . Consultado el 5 de noviembre de 2019 .

Enlaces externos