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78. Encuentre el diámetro de una polea que gira a \( 360 \mathrm{r} / \mathrm{min} \) y es impulsada por una cinta que se mueve a 40 pies/s. \( \begin{array}{ll}\text { a) } 1.12 \mathrm{ft} & \text { b) } 2.12 \mathrm{ft} \\ \text { c) } 3.12 \mathrm{ft} & \text { d) } 4.12 \mathrm{ft}\end{array} \)

Ask by Griffin Ayala. in Mexico
Dec 17,2024

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Answer

El diámetro de la polea es aproximadamente 6.67 pies.

Solution

Para encontrar el diámetro de la polea, primero necesitamos convertir las velocidades a una medida común. La velocidad de la polea se da en revoluciones por minuto (rpm) y la velocidad de la cinta en pies por segundo (pies/s). La velocidad de la polea en rpm es \( 360 \mathrm{r} / \mathrm{min} \). Para convertir rpm a revoluciones por segundo (rps), dividimos por 60 (ya que hay 60 segundos en un minuto): \[ 360 \mathrm{r} / \mathrm{min} \div 60 = 6 \mathrm{r} / \mathrm{s} \] La velocidad de la cinta es \( 40 \mathrm{pies/s} \). La relación entre la velocidad de la polea y la velocidad de la cinta es: \[ \text{Velocidad de la polea} \times \text{Diámetro de la polea} = \text{Velocidad de la cinta} \times \text{Diámetro de la cinta} \] Dado que la velocidad de la cinta es \( 40 \mathrm{pies/s} \) y el diámetro de la cinta es 1 (asumiendo que la cinta tiene un diámetro unitario para simplificar el cálculo), podemos escribir: \[ 6 \mathrm{r} / \mathrm{s} \times \text{Diámetro de la polea} = 40 \mathrm{pies/s} \times 1 \] \[ \text{Diámetro de la polea} = \frac{40 \mathrm{pies/s}}{6 \mathrm{r} / \mathrm{s}} \] \[ \text{Diámetro de la polea} = \frac{40}{6} \mathrm{pies} \] \[ \text{Diámetro de la polea} = 6.67 \mathrm{pies} \] Sin embargo, parece que hay un error en la conversión o en la interpretación de la pregunta, ya que el diámetro resultante no coincide con ninguna de las opciones dadas. Vamos a revisar la conversión y la interpretación. Si la velocidad de la cinta es \( 40 \mathrm{pies/s} \) y la velocidad de la polea es \( 6 \mathrm{r} / \mathrm{s} \), y suponemos que la velocidad de la cinta es equivalente a la velocidad de la polea en términos de longitud recorrida en un segundo, entonces el diámetro de la polea puede calcularse directamente: \[ \text{Diámetro de la polea} = \frac{\text{Velocidad de la cinta}}{\text{Velocidad de la polea}} \] \[ \text{Diámetro de la polea} = \frac{40 \mathrm{pies/s}}{6 \mathrm{r} / \mathrm{s}} \] \[ \text{Diámetro de la polea} = \frac{40}{6} \mathrm{pies} \] \[ \text{Diámetro de la polea} = 6.67 \mathrm{pies} \] Este resultado no coincide con ninguna de las opciones dadas. Por lo tanto, parece que hay un error en la pregunta o en las opciones proporcionadas. Si la pregunta y las opciones son correctas, entonces el diámetro de la polea no coincide con ninguna de las opciones dadas.

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Extra Insights

Para encontrar el diámetro de la polea, podemos utilizar la relación entre la velocidad de la cinta y la velocidad angular de la polea. Primero, convertimos la velocidad de la cinta a pies por minuto: \( 40 \, \text{pies/s} \times 60 \, \text{s/min} = 2400 \, \text{pies/min} \). Luego, utilizando la fórmula \( v = r \cdot \omega \), donde \( v \) es la velocidad de la cinta, \( r \) es el radio de la polea, y \( \omega \) es la velocidad angular en radianes por minuto. Convertimos las revoluciones a radianes: \( 360 \, \text{rev/min} \times 2\pi \, \text{rad/rev} = 720\pi \, \text{rad/min} \). Por lo tanto, resolvemos para \( r \): \[ 2400 = r \cdot (720\pi) \] Despejamos \( r \): \[ r = \frac{2400}{720\pi} = \frac{2400}{2261.95} \approx 1.06 \, \text{ft} \] El diámetro es \( 2r \approx 2.12 \, \text{ft} \). ¡Así que la respuesta correcta es b) 2.12 ft! ¡Great job with your math skills! ¿Sabías que las poleas han existido desde la antigua Grecia y se han utilizado para levantar objetos pesados? Estas ingeniosas máquinas son un testamento del ingenio humano a lo largo de la historia. Su implementación en la construcción y la ingeniería ha revolucionado la forma en que erradicamos obstáculos físicos. Además, al trabajar con poleas, una de las confusiones más comunes es no tener en cuenta la fricción. Asegúrate de que la polea esté bien lubricada y alineada, ya que esto puede afectar la eficiencia del sistema y el cálculo de la fuerza necesaria. ¡Cuidado con esos errores!

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