Ruedas dentadas

Una rueda dentada es un mecanismo circular que transmite movimiento mediante dientes.

En la aplicación se simula esa transmisión de movimientos y además se facilita la modificación del número de dientes y de la velocidad de giro de las ruedas.

La rueda de la izquierda corresponde al eje conductor y la de la izquierda al eje conducido.

Estudiaremos cómo varían las correspondientes velocidades al modificar los números de dientes.

Usa la aplicación y responde:

  1. Observa el funcionamiento del engranaje. Prueba a modificar los valores de cada uno de los tres deslizadores de la parte izquierda. Explica qué es lo que se controla desde cada uno de los tres: ¿con qué viene a coincidir el valor de m, de n y de V ?

  2. Vuelve a los valores iniciales de m=10, n=20 y V=12. Razona cuántas vueltas dará la rueda verde cuando la roja haya dado 12 vueltas.

  3. Si la rueda roja gira a 12 revoluciones (vueltas) por minuto, ¿cuánto tiempo tarda en dar una vuelta? ¿Y cuanto tiempo tarda la rueda verde? ¿A cuántas revoluciones por minuto gira la rueda verde?

  4. Vamos a comprobar cómo afecta un cambio de rueda en el eje conductor (mientras se mantiene la velocidad del mismo en 12 rpm): Usa el deslizador de m para modificar la velocidad del mecanismo (manteniendo  n=20 y v=12). Observa los cambios en la aplicación y completa la tabla siguiente. Luego expresa el valor de V' en función del valor de m.


    Rueda Roja


    Rueda verde

    Nº de dientes
    (m)
    Velocidad
    (V)
    Nº de dientes
    (n)
    Velocidad
    (V')
    10
    12 rpm
    20

    20
    12 rpm
    20

    30
    12 rpm
    20

    5
    12 rpm
    20

  5. Tras volver a los valores iniciales (para lo que puedes clicar en el botón de reiniciado de arriba a la derecha) usa el deslizador de n para modificar el tamaño de la rueda verde y estudiar su velocidad (manteniendo los valores iniciales de m=10 y V=12). Observa los cambios en la aplicación y recoge tus resultados en la siguiente tabla:


    Rueda Roja


    Rueda verde

    Nº de dientes
    (m)
    Velocidad
    (V)
    1 vuelta
    en
    Nº de dientes
    (n)
    1 vuelta
    en
    Velocidad
    (V')
    10
    12 rpm
    5''
    20
    10''

    10
    12 rpm 5'' 30


    10
    12 rpm 5'' 40


    10 12 rpm 5'' 5

    10
    12 rpm 5'' n


    (En las dos últimas celdas habrás de deducir una fórmula en la que intervenga n)

  6. Ayúdate de la tabla siguiente (ampliala si te parece conveniente) hasta llegar a deducir la velocidad de la segunda rueda (V') en función de m, n y V:


    Rueda Roja


    Rueda verde

    Nº de dientes
    (m)
    Velocidad
    (V)
    1 vuelta
    en
    Nº de dientes
    (n)
    1 vuelta
    en
    Velocidad
    (V')
    10
    12 rpm
    5''
    20
    10''
    6 rpm
    5
    12 rpm

    30


    5
    18 rpm

    12


    15
    20 rpm

    10


    ... ...
    ...