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Arturo Zambrano Linares 5TO SECUNDARIA MÁQUINAS SIMPLES
La palanca, la polea, el plano inclinado, el tornillo son medios de los que se vale el hombre para realizar un trabajo y por lo general con una economía de esfuerzo. Estos medios reciben el nombre de máquinas simples.
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En todos los momentos de nuestra vida las máquinas están presentes para facilitar el trabajo. Algunas son muy complejas o complicadas, otras, son más elementales. Pero de cualquier manera fueron perfeccionadas durante siglos, comenzando por las máquinas más simples posibles.
En toda máquina simple, está presente:
el ESFUERZO (F): __________________________________
la RESISTENCIA (Q): ___________________________________
la VENTAJA MECÁNICA (Vm): Indica las veces que se multiplica el esfuerzo, por acción de una máquina
simple. Se denomina también factor de multiplicación de la máquina simple. Está dada por:
푽풎 = 푸푭
ó 푽풎 = 푹풆풔풊풔풕풆풏풄풊풂푭풖풆풓풛풂
Ejemplo: En una máquina simple se ha observado que el peso a levantar de 400 N y la fuerza a aplicar es de 80 N. Determinar la ventaja mecánica.
PALANCA: Es una máquina simple que consiste en una barra rígida que puede girar alrededor de un punto fijo llamado fulcro.
La palanca se representa así:
La condición de equilibrio para la palanca es: 퐹 × 퐵푓 = 푄 × 퐵푟
La ventaja mecánica específicamente para la palanca está dada por: 푉푚 =
Arturo Zambrano Linares 5TO SECUNDARIA CLASES DE PALANCAS: Palanca de Primer Género (Inter – apoyante):Es aquella cuyo punto de apoyo se encuentra entre la fuerza y la resistencia. Así tenemos algunos ejemplos de aplicación: alicate, tijeras, bicicleta, remos, sube y baja,gata hidráulica, cortauñas, balanza, tenaza, el acto de patear una pelota, etc. Palanca de Segundo Género (Inter – resistente):Es aquella que tiene la resistencia aplicada entre el punto de apoyo y la fuerza. Así tenemos algunos ejemplos de aplicación: carretilla, exprimidor de limones, prensa papas, destapador, engrapador, triciclo, volquete, guillotina, perforador, el acto de abrir la puerta, el acto de cortar el vidrio, etc.
Arturo Zambrano Linares 5TO SECUNDARIA Palanca de Tercer Género (Inter – potente):Es aquella que tiene la fuerza aplicada entre el punto de apoyo y la resistencia. Así tenemos algunos ejemplos de aplicación: pinza depiladora, escoba, caña de pescar, pedal de la mnáquina de coser, cargador frontal, retroexcavadora, etc.
Ejemplo: ¿Qué peso se necesita para levantar un peso de 240 N mediante una palanca de primer género, si sus brazos de fuerza y de resistencia miden 80 cm y 20 cm, respectivamente? ¿Cuál es su ventaja mecánica?
Ejemplo: ¿Qué peso se puede levantar mediante una palanca inter – resistente de 1,20 m de longitud, con un esfuerzo de 45 N, si el peso se encuentra a 30 cm del punto de apoyo?
PLANO INCLINADO: Es una máquina simple que permite a un solo hombre ejecutar el trabajo de varias personas. Es toda superficie que forma con la horizontal un ángulo agudo.
El plano inclinado se representa así:
La condición de equilibrio para la palanca es: 퐹 × 푙 = 푄 × ℎ
Arturo Zambrano Linares 5TO SECUNDARIA
La ventaja mecánica específicamente para el plano inclinado está dada por: 푉푚 =
Ejemplo: Mediante un plano inclinado de 20 m de longitud se sube un peso de 240 N a una altura de 4 m. ¿Qué fuerza se emplea?
Ejemplo: Se dispone de una fuerza de 75 N para elevar un peso de 450 N a una altura de 5 m. ¿Qué longitud deberá tener el plano inclinado a emplearse y cuál es su ventaja mecánica?
POLEAS: Es una rueda que gira alrededor de un eje que se halla fijado a una chapa o armadura. En su periferie tiene una ranura o garganta por donde pasa una cuerda. En cuyos extemos actúan la fuerza y la resistencia.
Las poleas se representan así:
Arturo Zambrano Linares 5TO SECUNDARIA Clases de poleas:
POLEA FIJA: Es cuando la armadura se halla sujeta a un punto; por tanto, la polea no tiene desplazamiento sino sólo un movimiento de rotación.
La condición de equilibrio para una polea fija es: 퐹 = 푄 La ventaja mecánica específicamente para la polea fija está dada por:
푉푚 = 1
POLEA MÓVIL: Es cuando la resistencia se halla sujeta a la armadura; luego, la polea se desplaza conjuntamente con la carga. Un extremo de la cuerda se halla en un punto fijo, y en el otro se aplica la fuerza.
La condición de equilibrio para una polea fija es: 퐹 = La ventaja mecánica específicamente para la polea fija está dada por:
푉푚 = 2
POLIPASTOS: Llamados también aparejos, son combinaciones de poleas fijas y móviles, con el fin de obtener la mayor ventaja mecánica posible. Las principales son:
a) APAREJO FACTORIAL (MONTÓN): Está formado por dos grupos de poleas, uno fijo y otro móvil, sujetos
en dos armaduras. La cuerda pasa alternadamente por las poleas fijas y móviles. El peso está sostenido por el total de cuerdas que enlazan las poleas fijas y móviles, es decir, la resistencia queda dividida entre el número de ramales entre las “N” poleas.
La condición de equilibrio es: 퐹 =
La ventaja mecánica específicamente está dada por: 푉푚 = 푁
Arturo Zambrano Linares 5TO SECUNDARIA b) APAREJO POTENCIAL (TROCLA): En este tipo de aparejo cada polea tiene su propia cuerda, con uno de
sus extremos sujeto a un punto fijo; el otro se sujeta a la armadura de una polea móvil, excepto la cuerda de la última polea en cuyo extremo se aplica la fuerza. La carga se aplica a la armadura de la primera polea móvil.
La condición de equilibrio es: 퐹 =
La ventaja mecánica específicamente está dada por: 푉푚 = 2
c) APAREJO DIFERENCIAL (TECLE): Está constituido por dos poleas fijas y una móvil, las poleas fijas son concéntricas de diferente diámetro y se hallan soldadas al mismo eje.
La condición de equilibrio es: 퐹 = ( )
La ventaja mecánica específicamente está dada por: 푉푚 =( )
Ejemplo: ¿Cuál es la fuerza que hay que ejercer para levantar un peso de 100 N?
a) Con una polea. b) Con dos poleas. C) Con cuatro poleas
Ejemplo: Hallar el peso que se puede levantar con un aparejo diferencial, al aplicar una fuerza de 60 kp. Si el radio mayor es el doble del radio menor.
