MAQUINAS SIMPLES

 DEFINICION

*Objetivo:comprender los principios fundamentales que rigen el funcionamiento de dispositivos mecánicos básicos. Esto proporciona una base para comprender máquinas más complejas y sistemas mecánicos en general. Además, el estudio de las máquinas simples nos permite entender cómo se puede aplicar la física para aumentar la eficiencia en el trabajo, reducir la cantidad de fuerza necesaria para realizar tareas y mejorar la comprensión de los conceptos físicos en la vida cotidiana.

*Marco Teórico: las máquinas simples facilitan el trabajo humano al multiplicar o cambiar la dirección de la fuerza aplicada. Las máquinas simples, como la palanca, la polea, el tornillo, la cuña, la rueda y el eje, etc... se utilizan para realizar tareas. Estas máquinas proporcionan ventaja mecánica y permiten realizar trabajos con menos fuerza o en un tiempo más corto.

¿Qué Es Una Máquina Simple?

Una máquina simple es un mecanismo sencillo que se utiliza para obtener una ventaja mecánica para incrementar una fuerza.Realizan un trabajo de entrada por la aplicación de una fuerza única. Además, ofrecen un trabajo de salida por medio de otra fuerza única.Siempre conservan la energía, ya que no disponen de una fuente propia. Por lo tanto, se emplea con la fuerza que se le aplica.

     

 

¿Definición De Una Palanca?

Una palanca es una máquina simple, es decir, un dispositivo capaz de modificar o generar una fuerza y transmitir desplazamiento. Está compuesta por una barra rígida de algún material medianamente resistente, que gira libremente sobre un punto de apoyo denominado fulcro.

Una palanca puede usarse para maximizar la fuerza mecánica aplicada sobre un objeto, incrementar su velocidad o la distancia que recorre, a través de la aplicación de una cantidad proporcionalmente menor de fuerza.

Dependiendo de la proximidad o lejanía del fulcro respecto del cuerpo a mover, se requerirá de más o menos fuerza aplicada y se logrará un efecto mayor o menor.

Sobre una palanca actúan simultáneamente tres fuerzas:

-Potencia (P): Es la fuerza aplicada voluntariamente en el extremo de la palanca, con el fin de generar una reacción. Puede ejecutarse manualmente o mediante un peso, o incluso motores eléctricos o de vapor.

-Resistencia (R): Es la fuerza a vencer por la potencia, esto es, el peso que ejerce sobre la palanca el cuerpo que deseamos mover y que será equivalente, por la Ley de acción y reacción, a la que ejerza sobre él la palanca.

-Fuerza de apoyo: Es la fuerza que ejerce el fulcro sobre la palanca, igual y opuesta a las dos anteriores, ya que la barra se sostiene sin desplazarse sobre el punto de apoyo

A su vez, existen otras dos variables a considerar en el caso:

-Brazo de potencia (Bp): Es la distancia entre el fulcro y el punto de aplicación de la potencia.

-Brazo de resistencia (Br): Es la distancia entre el fulcro y la carga o el cuerpo a movilizar

Ejemplos

-¿Definición De Una Rueda?

La rueda es un órgano mecánico con forma circular que, mediante la rotación alrededor de un eje, permite sustituir el movimiento de arrastre por el movimiento de rodamiento.

Los elementos principales que componen la rueda son:

la banda de rodaje, el revestimiento, la llanta, el cubo y los órganos de rodamiento.

*BANDA DE RODAJE

La banda de rodaje es la superficie externa de la rueda, es decir, la parte en contacto con el suelo Puede ser lisa o esculpida con dibujos en relieve para aumentar la adherencia al suelo.

*REVESTIMIENTO

El revestimiento, o banda, es el anillo externo, realizado en diversos materiales, que caracteriza la rueda.

El revestimiento es fijo cuando es solidario con la llanta (mediante un adhesivo o con anclaje mecánico) o ensamblado cuando está ensamblado mecánicamente en la llanta.

*LLANTA

La llanta es la parte portante de la rueda, que une el revestimiento al cubo.

Puede tener distintas formas y estar realizada en materiales diferentes; asimismo puede estar compuesta por única pieza o por dos o más elementos unidos entre sí.

*CUBO Y ÓRGANOS DE RODAMIENTO

El cubo es la parte central de la rueda, destinada a alojar directamente el eje o los órganos de rodamiento que facilitan la rotación (cojinetes de bolas, cojinetes de rodillos, bujes, etc.).

Ejemplos

 

-¿Definición De Una Polea?

Se conoce como polea a una máquina simple diseñada para transmitir fuerza y operar como un mecanismo de tracción, reduciendo la cantidad de fuerza necesaria para mover o suspender en el aire un peso. Consiste en una rueda que gira sobre un eje central y provista de un canal en su periferia por donde pasa una cuerda. Así, en uno de los extremos de dicha cuerda actúa una resistencia o peso, mientras en la otra una potencia o fuerza. El uso de poleas es muy frecuente en los ámbitos de la construcción, la carga o descarga de vehículos y muchos otros, en los que se requiere de un sistema para movilizar grandes pesos con una fuerza considerablemente menor. Por ejemplo, el mecanismo diseñado para extraer agua de un pozo profundo, tan común en películas y el imaginario medieval, consiste en un cubo atado a una cuerda que pasa a través de una polea. 

*Tipos de polea

 -polea Según el número de poleas, pueden ser simples o combinadas. Existen dos formas de clasificación de las poleas:  

-Según su desplazamiento. Puede hablarse de poleas fijas cuando se hallan suspendidas de un punto fijo; o móviles cuando se trata de un conjunto de dos poleas: una fija y otra móvil. 

-Según su número. Dependiendo de si se trata de una polea actuando sola o de un conjunto interconectado de ellas, podremos hablar de poleas simples o de poleas combinadas o compuestas, respectivamente. 

*Partes de una polea 

Toda polea se compone de cuatro partes fundamentales: 

 -Eje. La porción fija en torno a la cual se inserta o se suspende la polea y que permite su giro libre. Se trata de la parte inmóvil y central. 

-Llanta. La zona externa de la polea, donde se halla la garganta por donde pasa la cuerda. 

-Cuerpo. La parte media de la polea, entre el cubo y la llanta, diseñada para girar ante la acción de la fuerza, provista de brazos o nervios para facilitar su movimiento. 

-Cubo. La parte interna de la polea (el agujero cilíndrico al que se acopla el eje). 

-¿Definición De Una Plano Inclinado?

Un plano inclinado es una superficie plana con una pendiente o inclinación que se utiliza en la investigación de física o laboratorios para estudiar y demostrar principios de la mecánica, especialmente aquellos relacionados con el movimiento y fuerzas aplicadas en ángulos. Al permitir que un objeto ruede o deslice sobre él, el plano inclinado permite analizar cómo la gravedad actúa en diferentes ángulos y cómo afecta el desplazamiento del objeto. Se utiliza para medir la aceleración, fuerza de fricción, resolver problemas de fuerzas en ángulos y para demostrar conceptos fundamentales de la cinemática. Su versatilidad y aplicación en la enseñanza y la investigación hacen del plano inclinado una herramienta esencial en la física experimental y el análisis de fenómenos mecánicos en el laboratorio.

-¿Definición De Un Piñón? 

El piñón es una parte fundamental de la transmisión de una bicicleta. Se encuentra en la rueda trasera y está compuesto por varias partes. El piñón consta de dientes que se enganchan con la cadena, permitiendo así que la fuerza ejercida en los pedales se transmita a la rueda trasera para propulsar la bicicleta.

Dentro de las partes del piñón, podemos mencionar el cuerpo del piñón, que es la estructura principal que contiene los dientes, y los propios dientes, que son las protuberancias en el cuerpo del piñón que se enganchan con la cadena. Los piñones pueden tener diferentes números de dientes, lo que afecta la relación de transmisión y, por ende, la facilidad o dificultad para pedalear.

Además, dependiendo del tipo de transmisión de la bicicleta, puede haber diferentes configuraciones de piñones, como piñones fijos o piñones en un cassette que permite cambios de velocidad.

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-¿Definición De Un Cremallera? 

La cremallera es una parte importante en muchos sistemas mecánicos, como en la dirección de un automóvil o en algunas prendas de vestir. En el caso de la dirección de un automóvil, la cremallera forma parte del mecanismo de dirección y está compuesta por varias partes.

La cremallera de dirección consta principalmente de un eje dentado, que es una barra con dientes en su superficie, y un piñón que se conecta a la columna de dirección. Cuando giras el volante, el piñón gira y hace que el eje dentado se mueva hacia adelante o hacia atrás, lo que a su vez mueve las ruedas del vehículo para cambiar la dirección.

Además del eje dentado y el piñón, la cremallera también incluye otras partes como los casquillos o cojinetes que permiten el movimiento suave del eje dentado, así como sellos para evitar fugas de líquido hidráulico si el sistema de dirección es asistido.

-¿Definición De Un Leva? 

Una leva es un mecanismo utilizado para convertir el movimiento circular en movimiento lineal o viceversa. Está compuesta por varias partes que trabajan en conjunto para lograr esta conversión de movimiento.

Las partes principales de una leva incluyen el cuerpo de la leva, que es la parte principal que tiene la forma específica para lograr el movimiento deseado, y el seguidor de leva, que es la pieza que está en contacto directo con la leva y que recibe su movimiento.

El cuerpo de la leva puede tener diferentes formas, como una leva de disco, una leva de placa o una leva cilíndrica, cada una diseñada para un propósito específico. También pueden incluirse otros elementos como muelles para controlar la presión y el contacto entre la leva y el seguidor.

Además, dependiendo del sistema en el que se utilice la leva, pueden añadirse componentes adicionales como ejes, cojinetes y sistemas de lubricación para asegurar un funcionamiento suave y duradero.

-¿Definición De Un Biela? 

La biela es una parte fundamental en el sistema de transmisión de potencia en motores de combustión interna, como los motores de automóviles. Está compuesta por varias partes que trabajan en conjunto para convertir el movimiento lineal del pistón en movimiento rotativo, que finalmente impulsa las ruedas del vehículo.

Las partes principales de una biela incluyen el pie de biela, que se conecta al pistón, y el casquillo de biela, que se conecta al cigüeñal. El pie de biela es la parte que se mueve hacia arriba y hacia abajo junto con el pistón, mientras que el casquillo de biela gira alrededor del muñón del cigüeñal para convertir el movimiento lineal en rotativo.

Además, la biela también puede incluir pernos o tornillos para asegurar la unión entre el pie de biela y el pistón, así como entre el casquillo de biela y el cigüeñal. Estos pernos deben estar ajustados con precisión para garantizar un funcionamiento suave y evitar daños en el motor.

Es importante mencionar que la calidad de los materiales y la fabricación precisa de cada una de estas partes es crucial para la fiabilidad y durabilidad del motor.

-¿Definición De Una Manivela?

La manivela es una parte fundamental en diversos mecanismos, como en motores de combustión interna, máquinas, herramientas y otros dispositivos. Está compuesta por varias partes que trabajan en conjunto para convertir el movimiento lineal en movimiento rotativo, o viceversa, dependiendo de la aplicación.

Las partes principales de una manivela incluyen el brazo de la manivela, que es la parte alargada que se conecta a un eje, y el codo de la manivela, que es la parte curva que permite la conversión del movimiento. El brazo de la manivela se mueve linealmente, mientras que el codo de la manivela convierte ese movimiento en rotación alrededor del eje.

Además del brazo y el codo, la manivela puede incluir otros elementos como cojinetes o rodamientos para asegurar un movimiento suave y reducir la fricción. También puede haber pernos o tornillos para fijar la manivela a otras partes del mecanismo.

En algunos casos, la manivela puede estar conectada a un cigüeñal en un motor, donde convierte el movimiento lineal del pistón en movimiento rotativo del cigüeñal.

 

Fuente: https://concepto.de/polea/#ixzz8bXW5f7uW

Fuente: https://concepto.de/palanca/#ixzz8b3LewAed