martes, 7 de octubre de 2008

MAQUINAS SIMPLES









































































INTRODUCCION:























Cuando se escucha la palabra Maquinas, enseguida se piensa en un mecanismo complicado, pero la realidad es que desde la antigüedad, los hombres se han proporcionado herramientas para facilitarse el trabajo. Con el fin de ahorrarse esfuerzos.
A lo largo de los siglos se han ido inventado maquinas para realizar trabajos con mayor
eficiencia y menor esfuerzo, siendo cada vez mas complicadas y perfectas, como el motorde un carro, una lavadora, aunque puede ser un mecanismo mucho mas simple.
























LAS MÁQUINAS SIMPLES























Cualquier maquina, mas o menos complicada, esta formada por piezas mas sencillas que son maquinas simples. Para comprender el funcionamiento de las maquinas, debemos tener noción de que es una fuerza.
























LAS MÁQUINAS























Son dispositivos, instrumentos, aparatos o sistemas, que favorecen la utilización de las fuerzas, que se emplean para facilitar la realización del trabajo.
























CLASES DE MÁQUINAS























Según su complejidad, de uno o más puntos de apoyo, las maquinas se clasifican en dos grupos:
Máquinas simples: son maquinas que poseen un solo punto de apoyo, las
maquinas simples varían según la ubicación de su punto de apoyo.
Máquinas compuestas: son maquinas que están conformadas por dos o más maquinas simples.
























ELEMENTOS DE UNA MÁQUINA SIMPLES























Las maquinas emplean en su funcionamiento, tres elementos fundamentales:
Punto de apoyo: es el punto sobre el cual se apoya o se mueve la maquina, también llamado fulcro, punto de eje o superficie sobre la cual se apoyan los dos próximos elementos.
Fuerza motriz o potencia (Fp): es la fuerza que se aplica para hacer funcionar la maquina.
Fuerza de resistencia (Fr): es la fuerza que hay que vencer para mover o deformar un cuerpo.
Otros elementos que deben considerar en el rendimiento de las maquinas son:
La distancia entre el punto en el que se aplica la potencia y el punto en el que se realiza el apoyo.
La distancia entre el punto de apoyo y el punto de aplicación de la resistencia.
























CARACTERÍSTICAS DE LAS MÁQUINAS























Todas las maquinas presentan las siguientes características:
Producen la transformación de la energía que reciben-
Utilizan la energía para funcionar.
La energía que reciben para su funcionamiento no es aprovechada completamente, debido a que a que parte de esta se pierde en la fricción o roce.
























LA VENTAJA MECÁNICA DE LAS MÁQUINAS SIMPLES























Se define como ventaja mecánica (VM) de una maquina simple la relación que existe entre la fuerza resistente (Fr) y la fuerza motriz (Fp); dicha relación se expresa matemáticamente así:
VM = F resistente / F motriz
Esta relación mide la
eficacia de la maquina simple, en el sentido de que cuanto mayor sea el resultado, mayor será la eficiencia de la maquina simple. Así por ejemplo, una VM = 2, significa que una maquina permite realizar un determinado trabajo con la mitad del esfuerzo requerido si se fuese hacer sin la maquina. Si el resultado o división de la ventaja es menor que uno, entonces la maquina no es eficiente, ya que realiza un mayor esfuerzo para realizar el trabajo.
























TIPOS DE MÁQUINAS SIMPLES























Existen diferentes tipos de maquinas simples tales como las que se destacan a continuación:
























La palanca: es una maquina simple formada por una barra rígida que se apoya en un punto alrededor del cual pueda girar. En otras palabras la palanca es una barra rígida apoyada en un punto sobre la cual se aplica una fuerza en un extremo, para obtener una fuerza mayor en el otro. Las palancas sirven para elevar o desplazar objetos, romper objetos muy duros, impulsar embarcaciones, etc. Algunos ejemplos de palancas son alicates, tijeras, tenazas, carretillas, pinzas.

Nos encontramos con tres tipos de palancas:





PRIMER GÉNERO:
El punto de apoyo se encuentra entre la resistencia y la fuerza. Ejemplos cotidianos de este tipo de palanca son: el balancín, las tijeras, los alicates, tenazas, balanza, romana…









SEGUNDO GÉNERO:
La carga esta entre el punto de apoyo y la resistencia. Ejemplos: carretilla, cascanueces, abridor de botellas…










TERCER GÉNERO:





La fuerza está entre el punto de apoyo y la resistencia. Ejemplos: pinzas, martillo, caña de pescar….
LEY DE EQUILIBRIO DE LA PALANCA:
Establece que la potencia (P) por su brazo (Bp) es igual a la resistencia (R) por el suyo (Br).



Elementos de una palanca:
El brazo de potencia: es la distancia que hay entre el punto donde se aplica la fuerza motriz (Fp) y el punto de apoyo (A).
El brazo de resistencia: es la distancia que hay entre la fuerza resistente (Fr) y el punto de apoyo (A).




















Clases de palancas: de acuerdo con la posición de la fuerza motriz (Fp) y de la fuerza resistente (Fr) con respecto al punto de apoyo (A), se consideran tres clases:







Palancas de primer género o ínter-móviles:es aquella en la que el punto de apoyo (A) esta situado entre la potencia o fuerza motriz (Fp) y la fuerza de resistencia (Fr).








Palancas de segundo género o ínter-resistentes: es aquella en la que la resistencia o peso (Fr) del cuerpo esta ubicado entre el punto de apoyo (A) y el punto de aplicación (Fp) de la fuerza.









son las que tienen la fuerza resistente (Fr) entre el punto de apoyo (A) y la fuerza motriz (Fp).









La
ley de equilibrio de la palanca: esta ley establece que una palanca esta en equilibrio cuando la fuerza motriz o potencia, multiplicada por el brazo de la potencia, es igual a la fuerza de resistente, multiplicada por el brazo de la resistencia. En otras palabras:
Fp x bp = Fr x br
De esta
igualdad podemos deducir que para una fuerza resistente y brazo de resistencia constante, mientras mayor sea el brazo de potencia menor es la fuerza motriz o potencia necesaria para lograr el equilibrio de la palanca.
De la ley del equilibrio de la palanca podemos despejar y obtener las formulas para el
cálculo de los distintos elementos que forman dicha ley:
Fp = Fr x br ; bp = Fr x br ; Fr = Fp x bp; br = Fp x bp.
bp Fp br Fr










El plano inclinado:el plano inclinado o rampa es una maquina simple que consiste en una superficie plana, que forma un ángulo con la horizontal. En el caso de los planos inclinados que se apoyan en un piso, dicho piso representa una horizontal. En el plano inclinado es la maquina mas simple que se puede construir y se utiliza para levantar objetos pesados, ya sea deslizándolos o haciéndolos rodar sobre el plano inclinado. En el plano inclinado la fuerza motriz es la fuerza con la cual se hace subir el objeto y la fuerza de resistencia es el peso de dicho objeto. En todo plano inclinado, el producto de la fuerza motriz por la longitud (l) del plano es igual al producto del peso del cuerpo (fuerza de resistencia) por la altura (h) a la cual se sube:
Fm = Fr x h
Por consiguiente para una fuerza de resistencia y una altura constante, se necesita menor fuerza motriz, si la longitud del plano inclinado es mayor.










El tornillo: son maquinas simples que resultan de la aplicación del plano inclinado. Un tornillo es un plano inclinado enroscado en espiral y cada una de las vueltas se llama rosca. Para que u n tornillo entre en una superficie como una pared, hay que hacerlo girar muchas veces para avanzar un poco, sin embargo la fuerza que se necesita para dar cada vuelta es menor que la que se necesita para clavar el tornillo sin girarlo.










La cuña: se encuentra constituida por un prisma triangular de
acero u otro material consistente y se emplea para dividir un cuerpo en dos partes. En este tipo de maquina el grado de rozamiento es muy importante, ya que el demuestra que las cuñas son mas eficientes al ser mas puntiagudas, es decir, cuanto mas agudo es el ángulo en el vértice.










La polea:
La polea es una máquina simple formada por una rueda que tiene una hendidura por la que pasa una cuerda, así como por un eje por el cual gira la rueda. existen varios tipos de poleas:




SIMPLES: Cambia el sentido de la fuerza, por lo que es más fácil elevar cargas.
DOBLES: Reduce a la mitad la fuerza necesaria par elevar cargas.
POLIPASTOS: Son conjuntos de poleas que reducen la fuerza necesaria parar elevar la carga de forma proporcional al número de poleas que poseen.






Según esta característica tenemos que las poleas pueden ser divididas en:
Poleas fijas: tiene por
función variar la dirección de la fuerza pero no la intensidad de esta, es decir, con este tipo de maquina obtenemos comodidad para realizar un trabajo, pero no se gana esfuerzo.










Poleas móviles: este tipo de maquinas simples tiene la ventaja de ahorrar esfuerzo, debido a la resistencia del objeto (peso) es repartido entre las dos ramas de la cuerda. Según esto, tenemos que, al momento de tirar del extremo de la cuerda, será aplicada una fuerza que corresponde aproximadamente a la mitad del peso de la carga.










El
torno: es un cilindro atravesado por un eje, que se encuentra unido a un soporte o base fija. El eje central esta conectado por uno de sus extremos a un manubrio sobre el que se aplica la potencia (Fp) que hace girar la barra cilíndrica donde se enrolla una cuerda, mecate o cadena que conduce la resistencia (Fr).










En resumen, tenemos que las maquinas simples se organizan de la siguiente manera:
1.- Un punto fijo:
Palanca de primer
genero.
Palanca de segundo genero.
Palanca de tercer genero.
2.- Un plano fijo:
Plano inclinado.
Tornillo.
Cuña.
3.- Un eje:
Poleas fijas y móviles.
Torno.










MÁQUINAS COMPUESTAS
Este tipo de maquinas se caracteriza por ser aquellas que resultan del acoplamiento de varias maquinas simples; entre estas tenemos:
1.- Polipastos: consiste en un dispositivo formado por la combinación de varias poleas móviles y fijas. Estas poleas poseen las mismas particularidades que las poleas móviles, con la salvedad que el peso del objeto no quedara repartido entre dos, como en el caso de la polea móvil, sino que quedara repartido entre el número de ramas de cuerda que se conectan entre diversas poleas.
2.- Engranajes: son ruedas dentadas en los cuales los dientes de una de ellas penetra en los huecos de la otra y tienen como finalidad transmitir grandes esfuerzos.









1 comentario:

carlos dijo...

SUPER CHAFISIMA , NO ENCONTRE LO QUE BUSCABA...!!!