Se denominan máquinas a ciertos aparatos o dispositivos que se utilizan para transformar o compensar una fuerza resistente o levantar un peso en condiciones más favorables.
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Palanca para sacar un clavo
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Es decir, realizar un mismo trabajo con una fuerza aplicada menor, obteniéndose una ventaja mecánica.
Esta ventaja mecánica comporta tener que aplicar la fuerza a lo largo de un recorrido (lineal o angular) mayor. Además, hay que aumentar la velocidad para mantener la misma potencia.
Las primeras máquinas eran sencillos sistemas que facilitaron a hombres y mujeres sus labores, hoy son conocidas como máquinas simples .
La rueda, la palanca, la polea simple, el tornillo, el plano inclinado , el polipasto, el torno y la cuña son algunas máquinas simples. La palanca y el plano inclinado son las más simples de todas ellas.
En general, las maquinas simples son usadas para multiplicar la fuerza o cambiar su dirección, para que el trabajo resulte más sencillo, conveniente y seguro.
Ejemplos de máquinas simples
Palanca
Una palanca es, en general, una barra rígida que puede girar alrededor de un punto fijo llamado punto de apoyo o fulcro.
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Conocida máquina simple: la palanca
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La fuerza que se aplica se suele denominar fuerza motriz o potencia y la fuerza que se vence se denomina fuerza resistente, carga o simplemente resistencia. (Ver: Palancas )
Polea
La polea sirve para elevar pesos a una cierta altura. Consiste en una rueda por la que pasa una cuerda a la que en uno de sus extremos se fija una carga, que se eleva aplicando una fuerza al otro extremo. Su función es doble, puede disminuir una fuerza, aplicando una menor, o simplemente cambiar la dirección de la fuerza. Si consta de más de una rueda, la polea amplifica la fuerza. Se usa, por ejemplo, para subir objetos a los edificios o sacar agua de los pozos.
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Polea simple
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Las poleas pueden presentarse de varias maneras:
Polea fija: solo cambia la dirección de la fuerza. La polea está fija a una superficie.
Polea móvil: se mueve junto con el peso, disminuye el esfuerzo al 50%.
Polea pasto, polipasto o aparejo: Formado por tres o más poleas en línea o en paralelo, se logra una disminución del esfuerzo igual al número de poleas que se usan.
Polipasto
Se llama polipasto a un mecanismo que se utiliza para levantar o mover una carga aplicando un esfuerzo mucho menor que el peso que hay que levantar.
Estos mecanismos se utilizan mucho en los talleres o industrias que manipulan piezas muy voluminosas y pesadas porque facilitan la manipulación, elevación y colocación de estas piezas pesadas, así como cargarlas y descargarlas de los camiones que las transportan.
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Esquema funcional de un polipasto
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Suelen estar sujetos a un brazo giratorio que hay acoplado a una máquina, o pueden ser móviles guiados por raíles colocados en los techos de las naves industriales.
Los polipastos tienen varios tamaños o potencia de elevación, los pequeños se manipulan a mano y los más grandes llevan incorporados un motor eléctrico.
Rueda
Máquina simple más importante que se conoce, no se sabe quién y cuándo la descubrió o inventó; sin embargo, desde que el hombre utilizó la rueda la tecnología avanzó rápidamente, podemos decir que a nuestro alrededor siempre está presente algún objeto a situación relacionado con la rueda, la rueda es circular. (Ver: La rueda )
El plano inclinado permite levantar una carga mediante una rampa o pendiente. Esta máquina simple descompone la fuerza del peso en dos componentes: la normal (que soporta el plano inclinado) y la paralela al plano (que compensa la fuerza aplicada). De esta manera, el esfuerzo necesario para levantar la carga es menor y, dependiendo de la inclinación de la rampa, la ventaja mecánica es muy considerable.
Al igual que las demás máquinas simples cambian fuerza por distancias. El plano inclinado se descubre por accidente ya que se encuentra en forma natural, el plano inclinado es básicamente un triángulo donde su utiliza la hipotenusa, la función principal del plano inclinado es levantar objetos por encima de la Horizontal.
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Plano inclinado
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El plano inclinado puede presentarse o expresar también como cuña o tornillo.
Cuña
Ejemplo: Flecha, hacha, navaja, desarmado, picahielo , cuchillo.
Tornillo
Plano inclinado enrollado, su función es la misma del plano inclinado pero utilizando un menor espacio.
Ejemplos: escalera de caracol, carretera, saca corcho, resorte, tornillo, tuerca, rosca.
Nivel o torno
Máquina simple constituida por un cilindro en donde enredar una cuerda o cadena, se hace girar por medio de una barra rígida doblada en dos ángulos rectos opuestos. Como todas las máquinas simples el torno cambia fuerza por distancia, se hará un menor esfuerzo entre más grande sea el diámetro.
Ejemplos: grúa, fonógrafo, pedal de bicicleta, perilla, arranque de un auto antiguo, grúa, ancla, taladro manual.
Fuente Internet:
Ejemplos de máquinas simples
Muchísimos objetos de la vida cotidiana, que los usamos para viajar, para jugar o en el mundo del trabajo, se basan en una o más de estas seis máquinas tan conocidas. Se mencionan a continuación veinte máquinas simples a modo de ejemplo:
- Norias: Permiten extraer agua mediante el principio fundamental del rosario hidráulico. Se coloca parcialmente sumergida y por medio del movimiento continuo habilita la extracción de agua.
- Bombas de agua: Dispositivo que eleva, transfiere y comprime líquidos. Utiliza los principios fundamentales ligados a la presión.
- Grúas: Mediante el efecto palanca consigue levantar peso por medio de una viga, realizando así menor cantidad de fuerza, manipulándola con poleas sobre un pivote giratorio que permite el movimiento horizontal. La estabilidad de la grúa la hace indispensable para el rubro de la construcción.
- Tobogán: Utiliza los fundamentos de la máquina simple ‘plano inclinado’, donde se aprovecha la energía potencial, intervienen en él los conceptos de velocidad y aceleración, y se asume que no hay fuerza de fricción (o que esta es mínima).
- Sube y baja: El efecto palanca se combina en este juego popular con el de plano inclinado, uniendo en una dos máquinas simples, y aprovechando a la vez el peso y la fuerza de gravedad, sobre la base de un punto de apoyo, ante la acción de la fuerza y la reacción de una resistencia.
- Carretilla: Habitual en el área de la construcción, consiguiendo distribuir el peso orientándolo hacia la llanta, lo que hace que se pueda soportar un peso mucho mayor con el único esfuerzo de empujar la carretilla.
- Engranaje: Rueda dentada que hace que un objeto pueda moverse más rápida o lentamente, por medio de la manipulación de la fuerza necesaria para moverlo.
- Torno: Combinación de una manivela y un cilindro, lo cual permite levantar un cuerpo pesado por intermediación de una fuerza mucho menor.
- Hacha: Esencial para separar o lacerar (leña, por ejemplo), lleva una pieza de metal terminada en forma de cuña, que es la que rasga y permite el corte.
- Tijeras: Ejemplo típico de palanca sencilla, que combina la resistencia y la potencia para lograr su cometido, el de cortar al unir las dos cuchillas de acero.
- Aljibe: Utiliza la polea para subir o bajar el balde, consiguiendo así elevar la masa de agua por medio de la transformación de energía.
- Tornillo sinfín: Plano inclinado enroscado alrededor de una varilla, que cuando gira consigue introducir la rosca (un plano inclinado) en una madera, consiguiendo así mantener dos cosas unidas con mínimo esfuerzo.
- Tenaza: Ejemplo de la palanca, de aplicación similar a la tijera.
- Cascanueces: Palanca de combinación de potencia y resistencia, que permite aplicar la fuerza sobre el punto exacto para partir la nuez.
- Caña de pescar: Utilizando el brazo humano como punto de apoyo, la palanca manipula la fuerza. El perfeccionamiento de las cañas de pesca fue haciendo cada vez menos trabajosa la tarea.
- Balanza romana: Instrumento que mide masas, y que fundamentalmente se basa en palancas.
- Guillotina: Máquina simple formada por una cuchilla muy afilada, hoy se emplea más que nada para cortar a la vez una cantidad grande de papeles.
- Cuchillo: Aplica los mecanismos del plano inclinado logrando por medio del filo cortar, habitualmente comida o sogas.
- Manivelas: Herramienta que se utiliza para transformar el movimiento rectilíneo en circular, o viceversa. Sirve para hacer girar un eje con menos esfuerzo (algo que era muy necesario en los coches antiguos).
- Bicicleta: Aplica el fundamento de la rueda y eje para permitir el desplazamiento de la carga (la persona que va en la bicicleta).
Maquinas compuestas: características y ejemplos
Para ser más claros, una máquina compuesta es un dispositivo mecánico formado a partir de un conjunto de máquinas simples conectadas en serie, de forma que la fuerza resultante de una proporciona la fuerza aplicada en la siguiente.
Una de las máquinas compuestas más simples y viejas, es la carretilla. La carretilla clásica se compone de dos palancas. Por un lado sus manijas, que dan ventaja mecánica en el levantamiento de su carga.
Por el otro, por la rueda, que traduce el movimiento hacia adelante en movimiento giratorio, disminuyendo la resistencia de fricción en comparación con arrastrar.
Las máquinas compuestas tienen múltiples partes que interactúan entre sí, y al menos algunas de ellas están en movimiento relativo durante el uso. Esto invariablemente causa la fricción interna, por lo que las máquinas compuestas pierden eficiencia en comparación con máquinas simples.
Esta es la razón por la cual muchas máquinas compuestas requieren lubricación. Por otra parte, una máquina compuesta otorga la ventaja mecánica total de todas sus partes constitutivas, por lo que a menudo tiene capacidades mucho mayores.
Características de las máquinas compuestas
Las máquinas compuestas, tienen operadores que trabajan coordinadamente. Estos operadores pueden ser energéticos o mecánicos.
- Operadores energéticos: son aquellos operadores que almacenan y trasforman energías, entre los que destacan las pilas o baterías, que acumulan energía en movimiento. Y los motores, que se encargan de transformar esta energía.
- Operadores mecánicos: permiten el funcionamiento de una máquina y convierten la fuerza en movimiento. El conjunto de operadores mecánicos se denomina mecanismo. Los principales son la rueda, los ejes y los engranajes.
1. Realice un resumen en su cuaderno. (ilustre con dibujos)
2. Al final escriba una conclusión o conclusiones sobre el tema leído.
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