IBEW Razonamiento Mecánico — Questions and Answers
Question 1: Una palanca de primer grado tiene el fulcro en el centro. Se aplica una fuerza de 50 N en un extremo a 2 metros del fulcro. ¿Qué fuerza se necesita en el otro extremo a 1 metro del fulcro para mantener el equilibrio?
- A. 25 N
- B. 50 N
- C. 75 N
- D. 100 N (Correct answer)
Correct answer: D. 100 N
Por el principio de momentos: 50 N × 2 m = F2 × 1 m → F2 = 100 N. Cuando el brazo de palanca del lado opuesto es la mitad, se necesita el doble de fuerza para equilibrar. Las palancas son fundamentales en el uso de herramientas eléctricas y el izaje de equipos.
Question 2: Un sistema de poleas tiene 4 segmentos de cuerda que soportan la carga. Si la carga pesa 200 kg, ¿cuánta fuerza aproximada se necesita para levantarla (sin contar la fricción)?
- A. 25 kg
- B. 50 kg (Correct answer)
- C. 100 kg
- D. 200 kg
Correct answer: B. 50 kg
Ventaja mecánica = 4 (número de segmentos). Fuerza necesaria = 200 kg ÷ 4 = 50 kg. Los sistemas de poleas multiplican la fuerza disponible, permitiendo a los electricistas izar transformadores, tableros y equipos pesados con menor esfuerzo.
Question 3: En un sistema de engranajes, el engranaje conductor tiene 40 dientes y el conducido tiene 20 dientes. Si el engranaje conductor gira a 100 RPM, ¿a qué velocidad gira el engranaje conducido?
- A. 50 RPM
- B. 100 RPM
- C. 150 RPM
- D. 200 RPM (Correct answer)
Correct answer: D. 200 RPM
Relación de transmisión = dientes conductor / dientes conducido = 40/20 = 2. Velocidad conducido = 100 × 2 = 200 RPM. Cuando un engranaje pequeño es movido por uno grande, gira más rápido. Este principio aplica en motores eléctricos y transmisiones industriales.
Question 4: Un plano inclinado tiene 3 metros de longitud y 1 metro de altura. ¿Cuál es la ventaja mecánica del plano inclinado?
- A. 1
- B. 2
- C. 3 (Correct answer)
- D. 4
Correct answer: C. 3
Ventaja mecánica = longitud ÷ altura = 3 m ÷ 1 m = 3. El plano inclinado permite mover cargas pesadas usando menos fuerza pero a mayor distancia. Los electricistas usan este principio para subir equipos pesados en rampas durante instalaciones industriales.
Question 5: ¿Cuál de los siguientes objetos representa una palanca de segundo grado?
- A. Una tijera
- B. Una carretilla de rueda (Correct answer)
- C. Una pinza de presión
- D. Un sube y baja de parque
Correct answer: B. Una carretilla de rueda
En una carretilla, el fulcro es la rueda delantera, la carga va en el cajón (entre el fulcro y los mangos), y la fuerza se aplica en los mangos. Esto es una palanca de 2° grado. Las tijeras y pinzas son de 1° grado (fulcro entre la fuerza y la carga). Conocer los tipos de palanca es útil al manejar herramientas especializadas.
Question 6: Si se aplica una fuerza de 30 N a una distancia de 0.5 m del eje de rotación de un tornillo, ¿cuál es el torque generado?
- A. 0.6 N·m
- B. 15 N·m (Correct answer)
- C. 30 N·m
- D. 60 N·m
Correct answer: B. 15 N·m
Torque = F × d = 30 N × 0.5 m = 15 N·m. El torque es la fuerza de giro. Los electricistas trabajan con torque al apretar conexiones a especificaciones correctas con llaves de torque, evitando sobreapriete que puede dañar terminales o conductores.
Question 7: ¿Cuál es la función principal de un volante de inercia en una máquina?
- A. Aumentar la velocidad de rotación constantemente
- B. Almacenar energía cinética y suavizar las variaciones de velocidad (Correct answer)
- C. Reducir el consumo eléctrico del motor
- D. Invertir el sentido de rotación del eje
Correct answer: B. Almacenar energía cinética y suavizar las variaciones de velocidad
El volante de inercia almacena energía cinética cuando hay exceso de potencia y la libera cuando hay deficiencia, estabilizando la velocidad. Este componente es común en compresores, generadores y motores industriales que los electricistas instalan y mantienen.
Question 8: Dos engranajes están conectados. El engranaje A tiene 30 dientes y el engranaje B tiene 60 dientes. Si el engranaje A produce 10 N·m de torque, ¿cuánto torque produce el engranaje B?
- A. 5 N·m
- B. 10 N·m
- C. 20 N·m (Correct answer)
- D. 30 N·m
Correct answer: C. 20 N·m
Relación de torque = dientes conducido / dientes conductor = 60/30 = 2. Torque B = 10 × 2 = 20 N·m. Los engranajes amplificadores de torque sacrifican velocidad para ganar fuerza de giro, principio usado en motorreductores eléctricos industriales.
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Una palanca de primer grado tiene el fulcro en el centro.
Se aplica una fuerza de 50 N en un extremo a 2 metros del fulcro. ¿Qué fuerza se necesita en el otro extremo a 1 metro del fulcro para mantener el equilibrio?