Cómo calcular los pesos de contrapeso

Contenido

• Ecuación de par
• Fórmula de equilibrio de peso Fulcrum
• Calculadora de equilibrio de peso Fulcrum
• Cálculo de contrapeso de grúa móvil

Cada vez que gira la manija de una puerta, aplica una fuerza como si la manija fuera una palanca. Esta fuerza de rotación, conocida como torque, le permite mover pesas con un peso equilibrando el otro en ambos extremos de la palanca. Puede encontrar este método de equilibrio y contrapeso en muchas aplicaciones, desde grúas de construcción hasta abrir puertas, y, utilizando la ecuación de torque, puede determinar la fuerza del peso y la distancia a lo largo de la palanca necesaria.

Ecuación de par

Cada palanca, con sus pesos para equilibrar y contrarrestar diferentes fuerzas, se basa en un punto de apoyo, el punto en el que se encuentran los brazos de la palanca. El punto de apoyo debe estar entre ambos pesos en cada extremo de la palanca, de modo que pueda producirse la fuerza de rotación.

Estas palancas le permiten aplicar un peso a ambos extremos para que los pesos se equilibren entre sí. El par, también llamado momento o momento de fuerza, le permite comparar la distancia y la fuerza entre los dos pesos de la palanca.

Fórmula de equilibrio de peso Fulcrum

El producto de la fuerza de los pesos y la distancia a la que se encuentra en el brazo de la palanca es igual al peso del otro lado. Matemáticamente, la fórmula de equilibrio de peso fulcro es F_mi $$ re_mi = F_l × re_l por la fuerza de esfuerzo F_mi, su distancia al fulcro re_mi, fuerza de carga F_re y su distancia al fulcro re_l.

La fuerza de carga y la fuerza de esfuerzo describen los pesos a cada lado de la palanca, y se compensan entre sí. Esto significa que puede usar las fuerzas de carga y esfuerzo como pesos y contrapesos en estas aplicaciones.

Si conoces el ángulo "theta" θ entre la palanca del brazo y la dirección de la fuerza sobre el peso, puede incluirlo en la calculadora de equilibrio de peso de fulcro para escribir el torque como torque "tau" τ = F × r sin_θ_. Este ángulo asegura que la fuerza se aplique en la dirección apropiada junto a los brazos de palanca.

Calculadora de equilibrio de peso Fulcrum

Las unidades de fuerza y ​​distancia deben coincidir para ambos lados de la ecuación. Si usa libras para medir el peso de la fuerza, recuerde convertirlo a newtons para obtener la fuerza real. Puede usar la conversión de que 0.454 kilogramos equivalen a 1 libra o que 4.45 newtons equivalen a 1 libra.

Asegúrese de medir la distancia desde el objeto en el brazo de las palancas hasta el punto de apoyo. Esta calculadora de distancia de punto de apoyo le permite comparar los pesos que usaría una grúa o una carretilla elevadora para levantar pesos pesados.

Cálculo de contrapeso de grúa móvil

Imagine que una grúa móvil levantara una viga de acero que pesaba una tonelada, o 2,000 libras, a 50 pies con un contrapeso ubicado a 20 pies al otro lado del punto de apoyo. Las fuerzas se aplican en ángulos de 90 ° a cada brazo de la palanca de la grúa. Calcule el peso de los contrapesos que la grúa móvil podría usar a esta distancia.

Debido a que las fuerzas se aplican en ángulos de 90 °, el componente sin_θ_ sería igual a sin_ (90 °), o 1. Usando la ecuación, _F_mi × re_mi = F_l × re_l, el torque para el peso, o la fuerza de esfuerzo, es de 2,000 libras por 50 pies, o 100,000 libras-pies para el peso. El peso de contrapeso, o fuerza de carga, es entonces, 100,000 libras-pie dividido por 20 pies, o 5,000 libras.

Cuando las fuerzas en cualquier extremo de la palanca son iguales, la palanca está en equilibrio. En el equilibrio, la fuerza neta es cero y no hay aceleración adicional en el sistema. Puede establecer la suma de las fuerzas en una grúa móvil o carretilla elevadora igual a cero cuando el sistema ya no está acelerando o desacelerando.