Características de la materia PDF

Universidad de Puerto Rico Recinto de Aguadilla Departamento de Tecnología y Ciencias Aplicadas Características de la materia PROFA. ORTIZ RODRÍGUEZ Que es la materia  Características de la materia masa...

Universidad de Puerto Rico Recinto de Aguadilla Departamento de Tecnología y Ciencias Aplicadas Características de la materia PROFA. ORTIZ RODRÍGUEZ Que es la materia  Características de la materia masa peso Es una magnitud escalar y de Es la fuerza que la Tierra uso común en la física y la ejerce sobre una masa. No química, que expresa la es una propiedad particular cantidad de materia que de los cuerpos, sino que hay en un objeto o un depende del campo cuerpo. gravitatorio en el cual se encuentra. 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑚𝑎𝑠𝑎 = 𝑔 = 9.81 𝑚ൗ 2 𝑝𝑒𝑠𝑜 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 × 𝑔𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑔𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑠 𝑓𝑡ൗ 𝑔 = 32 𝑠2 Notas La masa de un objeto se mide en gramos, libras, kilogramos y se define como la cantidad de materia en un objeto. La masa de un objeto se determina mediante la comparación de la masa con masas conocidas en una balanza. El peso de un objeto en la tierra se define como la fuerza (Fuerza=masa x aceleración) que actúa sobre el objeto por la gravedad de la tierra. El peso se mide con un dinamómetro calibrado. La fórmula que relaciona masa y el peso es W=mg, donde m es masa y g es gravedad.  Ejercicios ¿Cuál es el peso de un objeto colocado en la superficie de la tierra, si la masa del objeto es de 43.7 kg? Una pelota posee una masa de 6 kg. ¿Cambia su masa si la pelota está en la Tierra o en la Luna? Calcula su peso en la tierra. Calcula su peso en la Luna. ¿Cuál es la masa de un objeto cuyo peso en la tierra es 2570 N?  Desplazamiento El desplazamiento Δx de un objeto se define como su cambio de posición y es dado por: Δ𝑥 = 𝑥𝑓 − 𝑥𝑖 Donde : 𝑥𝑖 = la posición inicial 𝑥𝑓 = la posición final. Unidad SI: metro (m) Unidad SA: pies (ft), pulgadas(in)  Ejercicios 1. Si un auto se mueve desde un punto A hasta el punto B de tal modo que la posición inicial es 𝑥𝑖 =76 ft y la posición final es 𝑥𝑓 = 185 ft, calcula el desplazamiento. 2. Si un auto se mueve desde un punto C hasta el punto F de tal modo que la posición inicial es 𝑥𝑖 =125 ft y la posición final es 𝑥𝑓 = -174 ft, calcula el desplazamiento.  Rapidez Velocidad Que tan rápido Indica cuan se mueve un rápido se mueve objeto en un un objeto como intervalo de la dirección en la tiempo dado, sin que se mueve. importar la La velocidad es dirección. un vector.  Velocidad Promedio La velocidad promedio 𝒗 la velocidad en un intervalo de tiempo en un desplazamiento. ∆𝑥 𝑥𝑓 − 𝑥𝑖 𝑣ҧ = = ∆𝑡 𝑡𝑓 − 𝑡𝑖 𝑚 Unidades SI: metro por segundo 𝑠 𝑓𝑡 Unidad SA: pies por segundo 𝑠 1. Determine la velocidad promedio de un auto que viaja a la derecha y a lo largo del eje de x entre los puntos P1 y P2 en el siguiente caso: 2. Calcula el tiempo necesario para que un automóvil que se mueve con una rapidez de 100 km/h recorra una distancia de 2 km. 3. Una mariposa vuela en línea recta hacia el sur con una velocidad de 8 m/s durante 15 s, ¿cuál es la distancia total que recorre la mariposa?  Aceleración Promedio Lo normal es que la velocidad de una partícula en movimiento varíe en el transcurso del tiempo, entonces se dice que la partícula tiene aceleración. Se define la aceleración promedio como el cambio de velocidad en un intervalo de tiempo, lo que se escribe como: ∆𝑣 𝑣𝑓 − 𝑣𝑖 𝑎ത = = ∆𝑡 𝑡𝑓 − 𝑡𝑖 𝑚 Unidades SI: metros por segundo cuadrado 𝑠2 𝑓𝑡 Unidades SA: pies por segundo cuadrado 𝑠2  𝑚 1. Un automóvil que acelera desde una velocidad de 𝑣𝑖 = 10 𝑠 𝑚 hasta una velocidad final 𝑣𝑓 = 20, en un intervalo de 2s. 𝑠 Determina la aceleración promedio. 𝑚 2. La aceleración a la que se ve sometido un avión es de 2. Si el 𝑠 avión tarda en despegar, partiendo del reposo, 25 segundos, ¿cuál es la velocidad que lleva el avión cuando despega? Ley de Gravedad Universal Densidad La densidad es una magnitud referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen. 𝑚 𝜌= 𝑉 Donde: 𝜌 = 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑚 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑉 = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 Ejemplo 1. Un pedazo de madera de 40 𝑐𝑚3 tiene una masa de 36𝑔. ¿Cuál es la densidad de la madera en 𝑔ൗ𝑐𝑚3 ? 2. La densidad del aluminio es 2.7 𝑔ൗ𝑐𝑚3 , ¿Cuál es la masa de una esfera de aluminio de 30 𝑐𝑚3 ? 3. Si un material tiene una masa de 4 g y una densidad de 6 𝑔ൗ𝑐𝑚3 , ¿Cuál sería su volumen en 𝑐𝑚3 ? 4. Un cuerpo sólido de cierto material, se midió su masa y se encontró un valor de 700 gramos; al medir su volumen éste fue de 2,587 centímetros cúbicos. Calcular la densidad. 5. ¿Qué volumen debe tener un tanque para que pueda almacenar 3040 kg de gasolina cuya densidad es de 680 kg/m^3? 6.Calcular la densidad de un prisma rectangular cuyas dimensiones son: largo 6cm, ancho 5 cm, alto 3 cm, y tiene una masa de 300 g.  Gravedad espesífica La gravedad específica le indica si algo flota o se hunde en el agua. Una gravedad específica inferior a 1 significa que la muestra es menos densa (más ligera) que el agua y, por lo tanto, flotará. Por ejemplo, un aceite con una gravedad específica de 0.825 flotará en el agua. Ejemplo 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑠𝑢𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑔𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑠𝑢𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 = 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 Ejemplo (a 20 °C): Densidad de la muestra = 1.3265 𝑔ൗ𝑐𝑚3 Densidad del agua = 0.9982 𝑔ൗ𝑐𝑚3 Gravedad específica de la muestra = 1.3265/0.9982 = 1.3289  Convertir de gravedad específica a densidad 𝒅𝒆𝒏𝒔𝒊𝒅𝒂𝒅 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒔𝒖𝒔𝒕𝒂𝒏𝒄𝒊𝒂 = 𝒈𝒓𝒂𝒗𝒆𝒅𝒂𝒅 𝒆𝒔𝒑𝒆𝒄í𝒇𝒊𝒄𝒂 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒔𝒖𝒔𝒕𝒂𝒏𝒄𝒊𝒂 × 𝒅𝒆𝒏𝒔𝒊𝒅𝒂𝒅 𝒅𝒆𝒍 𝒂𝒈𝒖𝒂 Ejemplo (a 20 °C): Gravedad específica de la muestra = 1.0627 𝑔ൗ𝑐𝑚3 Densidad del agua = 0.9982 𝑔ൗ𝑐𝑚3 Densidad de la muestra = 1.0627 × 0.9982 = 1.0608  Temperatura y densidad La temperatura de una muestra afecta tanto a la densidad como a la gravedad específica: cuanto mayor sea la temperatura, mayor será el volumen y menor la densidad. Si la temperatura aumenta, el volumen aumenta y la densidad disminuye. Sin embargo, la masa de la sustancia no cambia con la temperatura. La excepción a esta regla que más destaca es el agua líquida, que alcanza su densidad máxima a los 3.98 °C; por encima de este punto, aumenta el volumen de agua y se vuelve menos densa. Cuando el agua se enfría, ocurre lo contrario. Densidad según la temperatura Trabajo El producto de la magnitud del desplazamiento por el componente de fuerza paralelo al desplazamiento. W=F//d Trabajo para fuerza constante W= 𝐹 cos 𝜃 d d=desplazamiento F=fuerza 𝑊 = 1𝐽 = 𝑁. 𝑚 Trabajo Trabajo en física se refiere lo que se logra cuando uno aplica una fuerza sobre un objeto y este se mueve a lo largo de cierta distancia. Sus unidades son julios (J) en el sistema 𝑊 = 𝐹𝑑𝑐𝑜𝑠𝜃 internacional de medida. En el sistema ingles sus unidades son libras pies( lb·ft)  Si la fuerza y el desplazamiento tienen el mismo sentido, el trabajo es positivo. Si la fuerza y el desplazamiento tienen sentidos contrarios, el trabajo es negativo. Si la fuerza es perpendicular al desplazamiento, el trabajo es nulo. 1.Calcular el trabajo de una fuerza constante de 12 N, cuyo punto de aplicación se traslada 8m, si el ángulo entre las direcciones de la fuerza y del desplazamiento son a. θ=0° b. θ=180° c. θ=65° d. θ=140° e. θ=90° 2. Una persona jala una caja por 18 metros con una fuerza de 210 Newtons en la misma dirección del desplazamiento de la caja. 3. Una persona jala una caja por 40 metros con una fuerza de 100 Newtons a un ángulo de 37º con respecto al desplazamiento de la caja. 4. Una persona, con la ayuda de una polea, levanta una masa de 50 kg hasta una altura de 10 m. Calcula el trabajo realizado. 5. Un objeto cuyo peso es de 15 N se levanta a una altura de 2 m. ¿A cuánto equivale el trabajo realizado? 6. Se realiza un trabajo mecánico de 3500 J para levantar una cubeta cuyo peso tiene una magnitud de 350 N. Determinar la altura a la que se subió la cubeta. Fuerza de Fricción Fuerza de Fricción Estática Actúa sobre un cuerpo en reposo al que aplicamos una fuerza horizontal F, intervienen cuatro fuerzas. Fuerza de Fricción Cinética Esta fuerza actúa sobre el cuerpo cuando se encuentra en movimiento y su valor es menor que la fuerza de rozamiento estático. Fuerza de fricción estática En la ecuación, 𝑚𝑎𝑥 𝐹𝑓𝑟𝑖𝑐,𝑒𝑠𝑡 = 𝜇𝑒𝑠𝑡 𝐹𝑁 𝜇𝑒𝑠𝑡 - Es el coeficiente de fricción estático. Es una cantidad que no tiene unidades y es una medida de cuan áspero son las dos superficies. Entre más alto es el número más áspero son las superficies. 𝐹𝑁 - es la fuerza normal. Esta fuerza es perpendicular a la superficie de contacto y es la fuerza que le hace la superficie al objeto. En una superficie horizontal la fuerza normal es igual al peso del objeto. Fuerza de fricción cinética. Cuando la fuerza aplicada sobre un objeto es más grande que la fuerza de fricción estática el objeto comienza a moverse. Sobre el cuerpo estará actuando la fuerza de fricción cinética. Podemos distinguir entre dos tipos de fricción cinética. 1. Fricción deslizante – Aparece Cuando el cuerpo se está deslizando sobre una superficie. La fuerza de fricción deslizante es más pequeña que la fuerza de fricción estática. 2. Fricción de rodaje – Esta fuerza de fricción aparece Cuando tenemos objetos con ruedas. La fuerza de fricción de rodaje es mucho más pequeña que la fuerza de fricción deslizante.  Fuerza de fricción cinética. La fórmula para calcular la fuerza de fricción deslizante y de rodaje son similares a las que habíamos visto anteriormente 𝐹𝑓𝑟𝑖𝑐,𝑑 = 𝜇𝑑 𝐹𝑁 , 𝐹𝑓𝑟𝑖𝑐,𝑟 = 𝜇𝑟 𝐹𝑁 La diferencia que hay entre las ecuaciones es en el coeficiente de fricción. μd es el coeficiente de fricción deslizante μr es el coeficiente de fricción de rodaje El coeficiente de fricción de rodaje es mucho más pequeño que el coeficiente de fricción de deslizamiento. 1. Un bloque de acero tiene un peso de 30 N, y éste comienza a deslizarse sobre una superficie totalmente horizontal de madera, con ello se produce una fuerza máxima de fricción estática cuya magnitud es de 15 N. Calcule el coeficiente de fricción estático entre el acero y la madera. 2. Calcular la fuerza necesaria que se necesita aplicar a un mueble cuyo peso es de 450 N para poder deslizarlo a una velocidad constante horizontalmente, donde el coeficiente de fricción dinámico es de 0.43. 3. Un objeto de 60 N descansa sobre una superficie horizontal y requiere un tirón de 15 N para comenzar a moverse. Encuentra el coeficiente de fricción estática. 4. Un bloque cuya masa es de 5Kg está sobre una superficie horizontal que tiene un coeficiente de fricción estático de 0.2 y un coeficiente de fricción cinético 0.1. Determina la fuerza de fricción estática y la fuerza de fricción cinética.  Energía Cinética Energía Mecánica Energía Potencial  Energía Cinética La energía cinética es la energía asociada a los cuerpos que se encuentran en movimiento, depende de la masa y de la velocidad del cuerpo. Un objeto con masa se mueve en una línea recta con una rapidez 𝑣1 , para acelerarlo uniformemente a una rapidez 𝑣2 , sobre el ejerce una fuerza neta constante 𝐹𝑁𝑒𝑡𝑎 paralela a su movimiento sobre un desplazamiento d. Ecuación: Energía Cinética 1 𝐸𝐶 = 𝑚𝑣 2 2 𝑊𝑛𝑒𝑡𝑜 = ∆𝐸𝐶 = 𝐸𝐶2 − 𝐸𝐶1 𝑊𝑛𝑒𝑡𝑜 > 0, la energía cinética aumenta 𝑊𝑛𝑒𝑡𝑜 < 0, la energía cinética disminuye  Energía Potencial Energía potencial: se define como la energía que se asocia a la posición de un cuerpo dentro de un sistema o campo de fuerza. Energía potencial gravitatoria: Posición con respecto a campos gravitatorios. Energía potencial química: Energía almacenada por los enlaces químicos. Energía potencial electrostática: Energía de un campo de fuerzas eléctricas. Energía potencial elástica: Producida en materiales elásticos al volver a su estado original.  Energía Potencial gravitacional La energía potencial gravitatoria de un cuerpo es la energía debida a su posición. Depende de la masa del cuerpo y de su altura sobre el suelo. 𝐸𝑃𝑔𝑟𝑎𝑣 = 𝑚𝑔𝑦 Cuanto más alto este el objeto del piso, el objeto tendrá más energía potencial gravitacional. ∆𝐸𝑃, trabajo realizado por la gravedad. *La energía potencial pertenece a un sistema, no a un objeto.  Energía Potencial de un resorte El resorte presenta una constante de elasticidad que depende de varios factores: forma del resorte y material de que está hecho. Esta constante determina el valor de la fuerza de recuperación del resorte cuando lo estiramos. Esta fuerza es de tipo conservativo y el trabajo realizado por ella se acumula en forma de energía potencial. Cuando el resorte se estira o se contrae va acumulando una energía que llamamos energía potencial elástica, que es la que utilizará para volver a su posición inicial.  1 2 𝐸𝑃𝑒 = 𝑘𝑥 2 1. Una bola de béisbol de 0.145kg se lanza de modo que adquiere una rapidez de 25 𝑚Τ𝑠. ¿Cuál es su energía cinética? 2. ¿Cuál es la energía cinética de un atleta de 80 kg, corriendo a 10 m/s? 3. ¿Cuánto trabajo neto se requiere para acelerar un automóvil de 1000kg desde 20 𝑚Τ𝑠 hasta 30 𝑚Τ𝑠 ? 4. Calcula la energía cinética de un coche de 860 kg que se mueve a 15 m/s. 5. Un objeto de masa de 10kg cae hacia la tierra con una altura de 10 metros, cual es la energía potencial. 6. ¿Cuál es la energía potencial que tiene un ascensor de 800 Kg situado a 380 m sobre el suelo? Suponemos que la energía potencial en el suelo es 0. 7. Se tiene un resorte con una constante elástica de 50 N/m. Si el resorte se comprime 0.2 metros desde su posición de equilibrio, ¿cuánta energía potencial elástica se ha almacenado en el resorte? 8. Un resorte es comprimido por un bloque requiriendo una energía potencial de 0.007 J. Si la constante elástica del resorte es de 10 N/m. ¿Qué distancia se desplaza desde su posición de equilibrio?  Potencia La potencia se define como la rapidez con la que se efectúa un trabajo. A una cantidad dada de trabajo efectuado en un intervalo largo de tiempo le corresponde una potencia muy baja, mientras que, si la misma cantidad de trabajo se efectúa en un corto intervalo de tiempo, la potencia desarrollada es considerable. La potencia es el trabajo realizado en la unidad de tiempo.  El trabajo efectuado en un proceso es igual a la energía transferida de un objeto a otro. Por ejemplo, cuando la energía potencial almacenada en el resorte de la figura se transforma en energía cinética de la pelota, el resorte efectúa trabajo sobre ésta. Asimismo, cuando usted lanza una pelota o empuja un carrito de supermercado, siempre que se efectúe trabajo, la energía se transfiere de un cuerpo a otro. Por consiguiente, afirmamos también que la potencia es la tasa a la que se transforma la energía.  Potencia Potencia es la tasa a la que se realiza el trabajo. Potencia 𝑊 𝐹𝑑 ത 𝑃= = = 𝐹 𝑣ҧ 𝑡 𝑡 𝑣ҧ = 𝑑ൗ𝑡 , 𝑒𝑠 𝑙𝑎 𝑟𝑎𝑝𝑖𝑑𝑒𝑧 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑜𝑏𝑗𝑒𝑡𝑜 Unidades: W (Watts)= 1W= 1 J/s Caballo de potencia (hp)= 746 Watts 1. Una persona 60kg sube corriendo un largo tramo de escalera en 4 segundos. La altura vertical de las escaleras es de 4.5m. Estime la potencia del individuo en watts y caballos de potencia. 2. Un motor de un avión desarrolla una fuerza de 197,000 Newtons (fuerza hacia adelante sobre el avión). Cuando el avión está volando a 250 metros/seg., ¿cuál es la potencia en Watts y en caballos de fuerza desarrollada por el motor? Torque El torque es un vector. Tiene magnitud y dirección. El torque no es una fuerza, es la dinámica de una Fuerza en forma rotacional. El torque depende de la magnitud, dirección de la fuerza aplicada y el brazo de palanca. El brazo de palanca es un vector y se define como la distancia perpendicular del eje de rotación a la línea a lo largo de la cual actúa la fuerza o línea de acción de la fuerza. RA y RB Son brazo de palanca para este dibujo. Definición Matemática de Torque La magnitud del torque está dada por la siguiente expresión:  = R⊥ F = RF⊥ = RF sin  Recordar que R y F son magnitud de vectores y estas cantidades son positivas siempre. La unidad de torque son metros por Newton. (m N ) Aplicaciones Para soltar las tuercas del carro. El torque depende de la fuerza aplicada y el brazo de palanca. Si aumentamos cualquiera de estas cantidades el torque aumenta y es más fácil sacar la tuerca. Es más fácil aumenta el brazo de palanca que aumentar la fuerza. Maquinas Simples Una máquina es cualquier dispositivo con el que se puede realizar trabajo. Una máquina simple no disipa energía a través de la fricción, el desgaste o la deformación, entonces la energía se conserva. En este caso, la potencia de entrada a la máquina es igual a la potencia de salida Las máquinas se pueden utilizar para cualquiera de los siguientes propósitos, o combinaciones de estos 5 propósitos: 1. Las máquinas se utilizan para transformar la energía, como en el caso de un generador que transforma la energía mecánica en energía eléctrica. 2. Las máquinas se utilizan para transferir energía de un lugar a otro, como en los ejemplos de las bielas, el cigüeñal y los engranajes reductores que transfieren energía del motor de una aeronave a su hélice. 3. Las máquinas se utilizan para multiplicar la fuerza; Por ejemplo, se puede utilizar un sistema de poleas para levantar una carga pesada. El sistema de poleas permite elevar la carga ejerciendo una fuerza menor que el peso de la carga. 4. Las máquinas se pueden utilizar para multiplicar la velocidad. Un buen ejemplo es la bicicleta, con la que se puede ganar velocidad ejerciendo una mayor fuerza. 5. Las máquinas se pueden utilizar para cambiar la dirección de una fuerza. Un ejemplo de este uso es el levantamiento de banderas. Una fuerza hacia abajo en un lado de la cuerda ejerce una fuerza hacia arriba en el otro lado, elevando la bandera hacia la parte superior de la asta.  Máquinas simples Palancas Polea Engranajes Plano Inclinado  Existen seis maquinas simples; la palanca, plano inclinado, rueda con eje, polea, cuña y tornillo. Con estas máquinas simple podemos crear otras maquinas más compuestas, como un conjunte de engranajes y alicate de presión. Estas máquinas simples nos proveen una ventaja mecánica. Estas seis maquinas simple operan bajo el principio de la palanca y plano inclinado. Palanca Fuerza aplicada Objeto Existen tres tipos de palanca. 1. Clase 1- El fulcro se encuentra en el medio de un objeto que queremos levantar y la fuerza aplicada. Esta fuerza es aplicada hacia abajo y el objeto se mueve Fuerza aplicada Objeto hacia arriba. 2. Clase 2 – El fulcro se encuentra en una de las esquinas, el objeto se encuentra en el medio y la fuerza aplicada se aplica hacia arriba. El objeto se mueve hacia arriba. Objeto 3. Clase 3 – El fulcro se encuentra en las equinas, el objeto se encuentra en la equina contraria y la fuerza aplicada en el medio de la palanca. Fuerza aplicada Ventaja Mecánica Fo rA V= = Ventaja mecánica. FA ro Si la ventaja mecánica es mayor de 1 la fuerza aplicada es menor que la fuerza del objeto o esfuerzo. Si es igual a 1 ambas fuerzas son iguales. Si es menor de 1 la fuerza aplicada es mayor que la fuerza del objeto o del esfuerzo. Fo Podemos observar lo anterior si despejamos para FA = la fuerza aplicada y tomar los casos cuando V es V mayor, igual o menor de cero. Ejemplo de los Tipos de Palanca Tipo 1 - Tijeras , tenazas, alicate, corta uñas, catapulta, etc. La ventaja mecánica para este tipo de palanca puede ser mayor de 1, igual a 1 o menor de uno. Continuación Tipo 2 – Carretilla, cascanueces, abridor de botella, etc. La ventaja mecánica para este caso siempre es mayor de 1. Continuación Tipo 3 – El bíceps, pinzas, caña de pescar. La ventaja mecánica siempre es menor de 1. Poleas Las poleas son máquinas simples en forma de rueda montada sobre un eje fijo y soportada por un marco. La rueda, o disco, normalmente está ranurada para acomodar una cuerda. El marco que soporta la rueda se llama aparejo(block). aparejo de poleas(block and tackle) En la figura muestra una polea es móvil. Ambas cuerdas que se extienden desde la polea comparten el soporte del peso. Esta única polea móvil actuará como una palanca de segunda clase. El brazo de esfuerzo (EF) es el diámetro de esta polea y el brazo de resistencia (FR) es el radio de esta polea. Este tipo de polea tendría una ventaja mecánica de dos porque el diámetro de la polea es el doble del radio de la polea. Con este tipo de polea, el esfuerzo siempre será la mitad del peso que se levanta. En la figura muestra una polea es móvil. Ambas cuerdas que se extienden desde la polea comparten el soporte del peso. Esta única polea móvil actuará como una palanca de segunda clase. El brazo de esfuerzo (EF) es el diámetro de esta polea y el brazo de resistencia (FR) es el radio de esta polea. Este tipo de polea tendría una ventaja mecánica de dos porque el diámetro de la polea es el doble del radio de la polea. Con este tipo de polea, el esfuerzo siempre será la mitad del peso que se levanta. Un bloque y aparejo se compone de múltiples poleas, algunas de ellas fijas y otras móviles. En la Figura muestra el bloque y el aparejo, este se compone de cuatro poleas, los dos superiores fijos y las dos inferiores móviles. Engranajes Un engranaje es un tipo de mecanismo que tiene dos o más ruedas dentadas, que se utiliza para transmitir potencia mecánica de un componente a otro. Un engranaje sirve para transmitir movimiento circular mediante el contacto de ruedas dentadas. Una de las aplicaciones más importantes de los engranajes es la transmisión del movimiento desde el eje de una fuente de energía. Una rueda dentada es una rueda que puede girar y que tiene dientes en su periferia con la misión de engranar (encajar) con los dientes de otra rueda para transmitir el movimiento. Engranajes cónicos Se utilizan para cambiar el plano de rotación, de modo que un eje que gira horizontalmente puede hacer girar un eje vertical. Bevel gears (Engranajes cónicos)  Engranaje helicoidal El engranaje helicoidal tiene una ventaja mecánica extremadamente alta. La fuerza de entrada entra en el engranaje helicoidal en espiral, que impulsa el engranaje recto. Una revolución completa del engranaje helicoidal solo hace que el engranaje recto se mueva una cantidad igual a un diente. Worm gear (engranaje helicoidal)  Sistema de engranajes solares planetarios Es típico de lo que se encontraría en una transmisión de reducción de hélice. El eje de salida de potencia del motor impulsaría el engranaje solar en el medio, que hace girar los engranajes planetarios y, en última instancia, el engranaje anular. Planetary sun gear system Engranajes con cadena Motor de engranaje  Plano inclinado Un plano inclinado ayuda a subir o bajar algo gradualmente. Cambia la dirección y la distancia de la fuerza. Se puede aplicar una fuerza horizontal de entrada a lo largo de una gran distancia para elevar una carga verticalmente en una distancia menor.