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En el caso de una [[máquina simple]], la '''ventaja mecánica''' es el parámetro que resulta de dividir el valor numérico de la resistencia de un cuerpo entre la fuerza aplicada sobre este:
[[Archivo:Polispasto4.jpg|thumb|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.
:<math> VM = \frac{R}{/F} \,</math>
:donde:
:*'<math> VM </math>' es la ventaja mecánica;
:*'<math> R </math>' es la carga de resistencia;
:*'<math> F </math> es la fuerza aplicada.
Un modelo para este principio puede ilustrarse con la [[ley de la palanca]]. Cuando la fuerza resistente es el peso de una carga, hay que calcular su valor a partir de la masa de la carga y de la aceleración de la gravedad, resultando ▼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%.
:<math>R= mmg \ cdot g ,</math> ▼== Rendimiento y energía ==
▲*'''VentajaPuede ser de dos tipos, ventaja mecánica teórica ''' o(VMT) '''ideal''',y ventaja mecánica práctica (VMP). La primera es obtenida de las supuestas condiciones ideales (miembros rígidos provistos de peso, ausencia de [[fricción]], etc. ), y se puede deducir calculandoa elpartir de la ley de equilibrio de la máquina . Siempre es mayor a la segunda, ya que en unla [[diagramapráctica no existe el rendimiento de sólidouna libre]]máquina del 100%.
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.
:<math> W_{salida} = \rho \cdot W_{entrada} </math>
:donde:
:*'<math>W_{salida}</math>' es la potencia aplicada;
:*'<math>W_{entrada} </math>' es la potencia que contrarresta la carga de resistencia;
:*'<math>\rho</math>' es el rendimiento. En un caso real, es inferior a la unidad en un caso real.
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, la potencia obtenida a la salida del sistema sería igual a la potencia aplicada multiplicada por el rendimiento.
== Ejemplo en una palanca ==
▲Un modelo para este principio puede ilustrarse con la [[ley de la palanca]]. Cuando la fuerza resistente es el peso de una carga, hay que calcular su valor a partir de la masa de la carga y de la aceleración de la gravedad, resultando
▲:<math>R=m \cdot g </math>
[[Archivo:palanca 1{{#expr:{{aleatorio|5}} + 1}}.svg|derecha|300px|Palanca de primer género.]]
[[Archivo:palanca 2{{#expr:{{aleatorio|5}} + 1}}.svg|derecha|300px|Palanca de segundo género]]
[[Archivo:palanca 3{{#expr:{{aleatorio|5}} + 1}}.svg|derecha|300px|Palanca de tercer género]]
Sobre la barra rígida que constituye una palanca actúan tres fuerzas:
* La '''potencia'''; '''P''', aplicada voluntariamente con el fin de obtener un resultado; ya sea manualmente o por medio de motores u otros mecanismos.
* La '''resistencia'''; '''R''', ejercida sobre la palanca por el cuerpo a mover. Su valor será equivalente, por el [[Leyes de Newton|principio de acción y reacción]], a la fuerza transmitida por la palanca a dicho cuerpo.
* La '''fuerza de apoyo''', ejercida por el fulcro (punto de apoyo de la barra) sobre la palanca. Si no se considera el peso de la barra, será siempre igual y opuesta a la suma vectorial de las anteriores, de tal forma que la palanca se mantiene sin desplazarse del punto de apoyo, sobre el que rota libremente.
;Nomenclatura
* '''Brazo de potencia'''; '''B<sub>p</sub>''': la distancia entre el punto de aplicación de la fuerza de potencia y el punto de apoyo.
* '''Brazo de resistencia'''; '''B<sub>r</sub>''': la distancia entre la fuerza de resistencia y el punto de apoyo.
: <math> P \times B_p = R \times B_r </math>
: Ley de la palanca: ''Potencia por su brazo es igual a resistencia por el suyo''.
Siendo '''P''' la potencia, '''R''' la resistencia, y '''B<sub>p</sub>''' y '''B<sub>r</sub>''' las distancias medidas desde el fulcro hasta los puntos de aplicación de '''P''' y '''R''' respectivamente, llamadas ''brazo de potencia'' y ''brazo de resistencia''.
;Equilibrio de par de fuerzas
Puede entenderse como un equilibrio de [[par de fuerzas|pares o momentos de fuerzas]]. El par ejercido por la potencia respecto al fulcro es opuesto al par ejercido por la resistencia. Nótese el [[producto vectorial]] de cada fuerza por su brazo de palanca. En caso de que la fuerza no fuera perpendicular a su brazo de palanca, se multiplicaría la proyección de la fuerza sobre la recta perpendicular al brazo de palanca.
La ventaja mecánica será:
: <math> VM = \frac{R}{P}\ = \frac{B_p}{B_r}\ </math>
== Véase también ==
*[[Máquina simple]]
*[[Reductor de velocidad]]
*[[Polipasto]]
[[Categoría:Ingeniería mecánica]]
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