MÁQUINAS SIMPLESMÁQUINAS SIMPLESMÁQUINAS SIMPLESMÁQUINAS SIMPLES

El Hombre desde sus inicios ha tratado de dominar las El Hombre desde sus inicios ha tratado de dominar las fuerzas de la naturaleza. Para ello, ha debido aprender a fuerzas de la naturaleza. Para ello, ha debido aprender a construir y utilizar artefactos ajenos a él.construir y utilizar artefactos ajenos a él.

Cotidianamente millones de personas utilizan las máquinas Cotidianamente millones de personas utilizan las máquinas simples sin percatarse de la gran utilidad que prestan simples sin percatarse de la gran utilidad que prestan atendiendo la sencillez de su mecanismo. Por ejemplo: las atendiendo la sencillez de su mecanismo. Por ejemplo: las tijeras, carretillas, cuchillos, pinzas, hachas... y por qué no, tijeras, carretillas, cuchillos, pinzas, hachas... y por qué no, hasta el sube y baja. hasta el sube y baja.

La utilidad de una La utilidad de una máquina simple máquina simple es que permite es que permite desplegar una fuerza mayor que la que una persona podría desplegar una fuerza mayor que la que una persona podría aplicar solamente con sus músculos, o aplicarla de forma más aplicar solamente con sus músculos, o aplicarla de forma más eficaz.eficaz.

LAS PALANCAS• Se sabe que fue uno de los primeros

mecanismos inventados por el ser humano para transmitir una fuerza.

• Arquímedes, descubrió la ley de la palanca y dijo:

• “Dadme una palanca y un punto de apoyo y moveré el mundo”.

Elementos de una palanca

Está compuesta por una barra rígidaque puede girar libremente alrededorun punto de apoyo, llamado fulcro

En la palanca, se pueden distinguir:

P la potencia o fuerza que ejercemos R la resistencia o fuerza que vencemos o

transmitimos BR distancia desde el punto de apoyo a la

recta de acción de la resistencia. BP distancia desde el punto de apoyo a la

recta de acción de la potencia.

CONDICIÓN DE EQUILIBRIO

Para que una palanca permanezca en equilibrio horizontalmente, debe cumplirse que la suma de los momentos con respecto a su punto de apoyo sea igual a cero.

Es decir : R • BR = P • BP

TIPOS DE PALANCAS Las palancas se dividen en tres tipos o géneros,

dependiendo de la posición relativa del fulcro (punto de apoyo) y los puntos de aplicación de las fuerzas: potencia y resistencia.

El principio de la palanca es válido indistintamente del tipo, pero el efecto y forma de uso de cada tipo de palanca cambia considerablemente

PALANCAS DE 1° GÉNERO

Una palanca es de primer género cuando el punto de apoyo está ubicado entre la resistencia y la potencia

PALANCAS DE 2° GÉNERO• Una palanca es de segundo género cuando la

resistencia se halla entre el punto de apoyo y la potencia.

• Como en las palancas de segundo género el brazo de potencia es siempre mayor que el brazo de resistencia, en todas ellas se gana fuerza

PALANCAS DE 3° GÉNERO• La potencia se encuentra entre el punto de apoyo y la

resistencia, la palanca es de tercer género.

• En este género de palancas, el brazo de potencia siempre es menor que el brazo de resistencia y, por lo tanto, la potencia es mayor que la resistencia. Entonces, siempre se pierde fuerza pero se gana comodidad.

LAS POLEAS• Dispositivo mecánico de tracción o

elevación, formado por una rueda o roldana montada en un eje, con una cuerda que rodea la circunferencia de la rueda.

POLEAS FIJAS• La polea fija tiene por misión modificar la dirección de la

fuerza (potencia) que ejercemos sobre la cuerda. • El hecho de ejercer la potencia en sentido descendente

facilita la elevación de cargas, pues podemos ayudarnos de nuestro propio peso.

• Estos mecanismos se utiliza para el accionamiento de puertas automáticas, sistemas de elevación de cristales de automóviles, ascensores, tendales, poleas de elevación de cargas...

POLEAS MÓVILES

• La polea móvil no es otra cosa que una polea de gancho conectada a una cuerda que tiene uno de sus extremos anclado a un punto fijo y el otro (extremo móvil) conectado a un mecanismo de tracción.

• Estas poleas disponen de un sistema armadura-eje que les permite permanecer unidas a la carga y arrastrarla en su movimiento (al tirar de la cuerda la polea se mueve arrastrando la carga).

APAREJOS • El aparejo es una combinación de

poleas fijas y móviles, recorridas por una sola cuerda que tiene uno de sus extremos anclado a un punto fijo.

• Debido a que tiene ganancia mecánica su principal utilidad se centra en la elevación o movimiento de cargas. La podemos encontrar en grúas, ascensores, montacargas, tensores...

APAREJO FACTORIAL• Está compuesto por dos

grupos de poleas (fijas y móviles), en la misma cantidad por grupo. Se utiliza en grúas, silletas para pintores de frentes, para elevar las velas en barcos, industrias, etc

APAREJO FACTORIAL • Observa el esquema. Se presentan tres

partes, rotándolo de a poco para que puedas ver su funcionamiento.  

• Tiene una sola cuerda, que se enhebra varias veces por cada conjunto de poleas. La fuerza que hace esa cuerda, no es otra que F, la que tendrá que hacer el operario.

• Hay dos conjuntos de poleas. Suelen ser idénticos. Las de arriba juegan el papel de poleas fijas, y ya sabés qué hacen y qué no hacen.

• El conjunto de abajo es el que interesa. Las poleas que lo forman juegan el rol de las poleas móviles y ahí está el secreto.

• Condición de equilibrio en este caso es

F =P/2.n

APAREJO POTENCIAL• La polea fija (arriba) facilita las cosas pero no

modifica la carga. Y luego aparecen 3 (podrían aparecer n) poleas móviles enganchadas sucesivamente.  

• El aparejo funciona con cuerdas diferentes, y cada cuerda hace una fuerza diferente al resto. Para remarcar esa condición importante se marcó cada cuerda de un color diferente. Las fuerzas que hacen las diferentes cuerdas se llaman así: cuerda azul, TA, cuerda roja, TR , y cuerda verde, lógicamente, F.

• Veamos qué pasa polea por polea. En la polea 1 : 2.TA = P en la polea 2 , 2.TR= TA y en la polea 3 2.F = TR  • Combinamos las tres ecuaciones y nos queda: 2 . (2 . (2 . F)) = P Generalizando, la condición de equilibrio es :

F = P / 2 n      

¿ Mecanismos?• Hemos visto cómo funcionan algunas

máquinas simples. Pero también existen otras máquinas más complicadas construidas combinando palancas, poleas, ...

• En general, en las máquinas el movimiento lo proporcionan los motores, pero ¿quién se encarga de transmitir este movimiento de unas partes a otras de la máquina? Pues lo hacen los mecanismos.

•Todas las máquinas tienen mecanismos como palancas, engranajes, poleas, etc. Estos mecanismos transmiten el impulso que proviene del motor, y pueden cambiar la velocidad o el tipo de movimiento respecto al motor.

POLEA DE CORREA o de TRANSMISIÓN

• La polea de correa trabaja necesariamente como polea fija y, al menos, se une a otra por medio de una correa, que no es otra cosa que un anillo flexible cerrado que abraza ambas poleas.

• Las poleas de transmisión son mecanismos que transmiten un movimiento circular entre ejes separados. El sentido de giro de las poleas se puede cambiar según la disposición de la correa. Permitiendo aumentar, disminuir o mantener la velocidad de giro, mientras mantiene o invierte el sentido.

• Su utilidad se centra en la transmisión de movimiento giratorio entre dos ejes distantes; La podemos encontrar en lavadoras, ventiladores, lavaplatos, pulidoras, videos, cortadores de carne, taladros, generadores de electricidad, cortadoras de césped.

ENGRANAJES• Los engranajes son

piezas dentadas que transmiten el movimiento circular entre ejes cercanos mediante el empuje que ejercen los dientes de unas piezas sobre otras

• Los engranajes son mecanismos formados por piezas dentadas que transmiten  un movimiento circular entre ejes cercanos. El encaje de los dientes evita el problema que puede ocurrir en las poleas de transmisión si la correa resbala.