Impedancia mecanica

Componentes de la impedancia mecánica
 
    En los circuitos mecánicos vamos a manejar tres componentes básicos, relacionados con la impedancia mecánica:
 

• Resistencia mecánica Rm
• Masa mecánica Mm
• Compliancia mecánica Cm

 
Resistencia mecánica Rm
 
    La resistencia mecánica está asociada a la parte real de la impedancia, y es donde se disipa toda la potencia mecánica entregada al dispositivo. Un dispositivo mecánico se comportará pues como una resistencia mecánica cuando accionado por una fuerza, ésta es proporcional a la velocidad que adquiere, es decir:
 

 
    Sus unidades son el 
    Como  , si sustituimos podemos obtener también que la unidad de Resistencia mecánica es también Kilogramo/Segundo.
    Esta expresión se corresponde con la analogía de tipo impedancia que hemos visto, puesto que:
 
Fuerza  = Resistencia Mecánica  * Velocidad

por analogía se convierte en:

Tensión = Resistencia Eléctrica * Corriente
    El símbolo usado para la resistencia mecánica suele ser el de la figura, aunque también se usa un símbolo similar a la resistencia eléctrica:
 

 
     A la inversa de la Resistencia Mecánica se le llama Responsabilidad Mecánica  , cumpliéndose que:
 

    de forma que podemos obtener:
 

 
    Lo que se corresponderá con la analogía de movilidad puesto que
 
Velocidad= Responsabilidad Mecánica * Fuerza

por analogía se convierte en:

Tensión  = Resistencia Eléctrica    * Corriente

 
Masa mecánica Mm
 
    La masa mecánica está asociada con la parte imaginaria positiva de la impedancia compleja. Un dispositivo mecánico se comportará como una masa mecánica cuando accionado por una fuerza resulta acelerada en proporción directa con la fuerza, es decir:
 

 
    Su unidad es el Kilogramo.
    En la analogía de impedancia hemos visto que sustituimos Fuerza por Tensión, Masa por Inductancia, y Velocidad por Corriente, por lo que sustituyendo tenemos:
 
 
    Lo que efectivamente es cierto.
    El símbolo usado para la masa mecánica se representa en el programa como:
 

 
    Si en la primera expresión despejamos u(t), nos queda:
 

    Lo que en la analogía de tipo movilidad se corresponde a (se sustituye Velocidad por Tensión, Masa por Capacidad, y Fuerza por corriente):
 

    Efectivamente esto se corresponde con el comportamiento de un condensador, por lo que el del análogo de movilidad de la masa será el condensador

 
Compliancia Mecánica Cm
 
    La compliancia mecánica está relacionada con la parte imaginaria negativa de la impedancia compleja. Una estructura o dispositivo mecánico se comporta como una compliancia mecánica cuando, accionada por una fuerza, sufre un desplazamiento, en proporción directa con la fuerza. Es decir:
 

     y como
 

     tendremos que haciendo una analogía de tipo impedancia, obtenemos:
 

    Como vemos el análogo eléctrico de la compliancia mecánica es el condensador en la analogía de impedancia puesto que ambas ecuaciones son correctas e iguales.
    En la mayoría de los casos (incluído ANALOGIA.EXE) no se trabaja con compliancias, sino con sus inversos. Se define la elasticidad (caracterizada por la constante de elasticidad K) como el inverso de la compliancia mecánica, es decir:
 

 
    Siendo su símbolo:

 
    En cuanto a la analogía de movilidad de la compliancia (o de la elasticidad) tenemos: