SOLUCIÓN.
I)
Planteemos el problema medianate una proporción compuesta entre las magnitudes: número de vueltas, tiemplo empleado ( en minutos ), número de dientes
| ================================================================ | número de vueltas | tiempo empleado ( min ) | número de dientes | ===| ================================================================ A | 12 | 5/2 | 40 | ---|----------------------------------------------------------------- B | n | 7 | 60 | ===| ================================================================La relación entre el número de dientes y el número de vueltas es inversa ( cuántos más dientes, menos vueltas da ) y la relación entre el tiempo empleado y el número de vueltas es directa ( cuánto más tiempo esté girando más vueltas da ), entonces:
$\dfrac{n}{12}=\dfrac{7}{5/2}\cdot \dfrac{1/60}{1/40} \Rightarrow n=\dfrac{12 \cdot 2\cdot 7 \cdot 40}{5 \cdot 60}=\dfrac{112}{5}=22+\dfrac{1}{5}$ vueltas ( 22 vueltas completas y 1/5 de vuelta )
Otra manera de plantear el problema consiste en establecer una proporción simple entre el número de dientes y la velocidad de giro ( vueltas/minuto ), la cual es inversa, pues a mayor número de dientes, menos velocidad de giro. La velocidad de giro de la rueda A es $\dfrac{12}{5/2}$ vueltas/minuto, y, la de B, $\dfrac{n}{7}$ vueltas/minuto. Así:
| ==================================================== | número de dientes | velocidad de giro ( vueltas/min)| ===| ==================================================== A | 40 | 12/(5/2) | ---|------------------------------------------------------ B | 60 | n/7 | ===| =====================================================Así, al ser dicha relación inversa, escribiremos:
$\dfrac{n/7}{12/(5/2)}=\dfrac{1/60}{1/40} \Rightarrow \dfrac{5n}{12\cdot 2 \cdot 7}=\dfrac{40}{60} \Rightarrow n=\dfrac{2\cdot 12\cdot 2 \cdot 7}{3 \cdot 5}=\dfrac{112}{5}=22+\dfrac{1}{5}$ vueltas ( 22 vueltas completas y 1/5 de vuelta )
NOTA: La razón entre la velocidad de giro de la rueda a la que se transmite el movimiento y la velocidad de giro de la rueda motriz, $\dfrac{\omega_{\text{transmitida}}}{\omega_{\text{motriz}}}$, se denomina relación de transmisión. Y teniendo en cuenta que, por la proporción inversa que liga la magnitud velocidad de giro con la magnitud número de dientes, podemos escribir: $$\text{relación de transmisión}=\dfrac{\omega_{\text{transmitida}}}{\omega_{\text{motriz}}}=\dfrac{z_{\text{motriz}}}{z_\text{trnsmitida}}$$, que, en el problema que nos ocupa, tiene el siguiente valor:
relación de transmisión=$\dfrac{40}{60}=\dfrac{2}{3}$, lo cual puede indicarse también de la forma: $$\text{relación de transmisión}=2:3$$ lo cual quiere decir que por cada $3$ vueltas que da la rueda motriz, la rueda transmitida da $2$ vueltas.
$\square$
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