Contrapeso - Counterweight

Grúa simple

Un contrapeso es un peso que, al aplicar una fuerza opuesta, proporciona equilibrio y estabilidad a un sistema mecánico . El propósito de un contrapeso es hacer que levantar la carga sea más rápido y más eficiente, lo que ahorra energía y es menos agotador para la máquina de elevación.

Los contrapesos se utilizan a menudo en elevadores de tracción (elevadores), grúas y atracciones de feria . En estas aplicaciones, la carga esperada multiplicada por la distancia a la que se separará la carga del soporte central (llamado "punto de inflexión") debe ser igual a la masa del contrapeso multiplicada por su distancia desde el punto de inflexión para evitar el sobrebalanceo lado. Esta distancia multiplicada por la masa se llama momento de carga .

Un contrapeso es un peso o fuerza que equilibra o contrarresta a otro como cuando dos objetos de igual peso, poder o influencia actúan en oposición entre sí. Entonces se dice que los objetos están en contrapeso.

Contrapesos en acción

Trebuchet : Hay cinco componentes principales de un trebuchet: viga, contrapeso, marco, rampa guía y eslinga. Después de que el contrapeso cae de una plataforma en el bastidor, la gravedad tira del contrapeso y hace pivotar la viga. Sin el contrapeso, la viga no podría completar el arco que permite que la eslinga libere con precisión el proyectil.

Cigüeñal : también se utiliza un contrapeso en muchos sistemas giratorios para reducir las vibraciones debidas a los desequilibrios en el conjunto giratorio. Un ejemplo típico son los contrapesos de cigüeñales en motores de pistón .

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 arquitectura
El Centro Atlético Ratner de César Pelli utiliza cables , mástiles y contrapesos subterráneos como estructura de soporte de carga.
La Torre Inclinada de Pisa ha utilizado contrapesos externos para estabilizar la estructura que alguna vez cayó gradualmente.

Elevador : en los elevadores de tracción (no hidráulicos), un contrapeso pesado contrarresta la carga del carro elevador, por lo que el motor levanta mucho menos del peso del carro (específicamente, 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. El carro del elevador y los contrapesos tienen ruedas que ruedan sobre rieles para evitar movimientos irregulares y proporcionar una conducción más suave para los pasajeros.

Diagrama de un ascensor espacial.  En la parte inferior del diagrama alto está la Tierra vista desde lo alto del Polo Norte.  Aproximadamente a seis radios terrestres sobre la Tierra, se dibuja un arco con el mismo centro que la Tierra.  El arco representa el nivel de órbita geosincrónica.  Aproximadamente el doble de alto que el arco y directamente sobre el centro de la Tierra, un contrapeso está representado por 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 masa del sistema se describe por encima del nivel de la órbita geosincrónica.  Se muestra aproximadamente que el centro de masa está aproximadamente a una cuarta parte del camino desde el arco geosincrónico hasta el contrapeso.  La parte inferior del cable está indicada para anclarse en el ecuador.  Un escalador está representado por 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.
Elevador espacial con contrapeso en la parte superior

Elevador espacial : Un elevador espacial es una estructura propuesta diseñada para transportar material desde la superficie de un cuerpo celeste al espacio. Se han propuesto muchas variantes, pero el concepto se refiere con mayor frecuencia a un ascensor que llega desde la superficie de la Tierra hasta el espacio exterior geoestacionario , con un contrapeso adjunto en su extremo exterior.

Al colocar un contrapeso en el extremo, la fuerza centrífuga hacia arriba de la rotación de la Tierra asegura que el cable permanezca tenso, contrarrestando el tirón gravitacional en las secciones inferiores y permitiendo así que el elevador permanezca en posición vertical.

El contrapeso en sí mismo podría asumir una de varias formas:

  1. un asteroide pesado 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 elevador
Contrapesos de hormigón en una grúa torre
Puente basculante con contrapeso de hormigón

Metrónomo : Un metrónomo mecánico de cuerda tiene un peso ajustable y un mecanismo de resorte que permite ajustar la velocidad colocando el peso en el eje. La velocidad del tempo se reduce moviendo el peso a una marca de eje más alta o 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. Un brazo horizontal se equilibra asimétricamente en la parte superior de la torre. El brazo largo lleva el mecanismo de elevación. El brazo corto se llama brazo de maquinaria; este contiene los motores y la electrónica para operar la grúa, así como los contrapesos de hormigón.

Referencias

enlaces externos

  • Medios relacionados con los contrapesos en Wikimedia Commons