Cuando hablamos de máquinas se nos vienen a la cabeza miles de pensamientos a los cuales relacionamos con máquinas de café, máquinas de musculación, máquinas industriales, etc. Pero las máquinas son mucho más complejas y las hay de todo tipo; dentro del mundo de las máquinas encontramos divisiones que se dan a partir de aplicaciones, dentro de estas divisiones tenemos el rubro de las máquinas simples.
Historia
La idea de una “máquina simple” originó con el filósofo griego Archimedes alrededor del 3o siglo A.C., que estudió las máquinas simples “de Arquímedes”: palanca, polea, y tornillo. Él descubrió el principio de la palancada, o ventaja mecánica en la palanca. Su comprensión fue limitada al equilibrio estático de fuerzas y no incluyó la compensación entre la fuerza y la distancia se movió. Heron de Alexandría (ca. 10-75 el CE) en su trabajo “mecánicos” enumera 5 mecanismos con los cuales una carga se pueda fijar en el movimiento: torno, palanca, polea, cuña, y tornillo. Durante Renacimiento las 5 máquinas simples clásicas (excepto la cuña) comenzaron a ser estudiadas como grupo. La teoría dinámica completa de máquinas simples fue resuelta cerca Galileo Galilei en 1600 adentro Le Meccaniche (“En mecánicos”). Él era el primer para entender que las máquinas simples no crean energía, transfórmelo solamente.
Análisis sin fricción
Aunque los trabajos de cada máquina diferentemente, la manera que funcionan son similares matemáticamente. En cada máquina, una fuerza se aplica al dispositivo en un punto, y trabajo mudanza de una carga, en otro punto. Aunque algunas máquinas cambian solamente la dirección de la fuerza, tal como una polea inmóvil, de la mayoría de las máquinas multiplique (o divídase) la magnitud de la fuerza, por un factor que se pueda calcular de la geometría de la máquina. Por ejemplo, la ventaja mecánica de a palanca es igual al cociente de sus brazos de palanca.
Las máquinas simples no contienen una fuente de energía, así que no pueden hacer más trabajo que reciben de la fuerza de la entrada. Cuando fricción y elasticidad se no hacen caso, la salida del trabajo (que se hace en la carga) es igual a la entrada del trabajo (de la fuerza aplicada). Se define el trabajo como la fuerza se multiplicó por la distancia que se mueve. Tan la fuerza aplicada, épocas la distancia que el punto de la entrada se mueve, , deben ser iguales a la fuerza de la carga, miden el tiempo de la distancia los movimientos de la carga.
Palanca.- Es una barra rígida que puede girar libremente alrededor de un punto de apoyo o de un eje, por la acción de dos fuerzas, la resistencia y la potencia y que se usa para mover cargas pesadas.
Arquímedes, descubrió la ley de la palanca y dijo “Dadme una palanca y un punto de apoyo y moveré el mundo”.
La barra rota alrededor de un punto fijo llamado punto de apoyo o fulcro. El punto de aplicación de la resistencia es el lugar donde se ubica la carga a mover. El punto donde se aplica la fuerza para mover la carga es el punto de aplicación de la potencia. Cuanto más cerca de la carga esté el fulcro, menor fuerza se realiza para mover la carga.
La fuerza rotatoria es directamente proporcional a la distancia entre el fulcro y la fuerza aplicada. Por ejemplo, una masa de 1 Kg que está a 2 m del fulcro equivale a una masa de 2 Kg a una distancia de 1 m del fulcro.
Los elementos de una palanca son:
a) Punto de apoyo (O).
b) Resistencia (Q) = Fuerza que se quiere vencer.
c) Potencia (F) = Fuerza que se aplica.
d) Brazo de resistencia (bQ) = distancia desde el punto de apoyo a la recta de acción de la resistencia.
e) Brazo de potencia (bF) = distancia desde el punto de apoyo a la recta de acción de la potencia.
El momento de la resistencia tiende a producir una rotación de la barra en sentido contrario a las agujas de un reloj, mientras que el momento de la potencia trata de efectuar la rotación en el mismo sentido que dichas agujas.
Palanca de primer género:
Una palanca es de primer género cuando el punto de apoyo está ubicado entre la resistencia y la potencia.
2) Palanca de segundo 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.
Palanca de tercer género:
Cuando la potencia se encuentra entre el punto de apoyo y la resistencia, la palanca es de tercer genero.
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.
Torno.- Formada por dos ruedas o cilindros concéntricos de distinto tamaño y que suele transmitir la fuerza a la carga por medio de una cuerda arrollada alrededor del cilindro mayor; en la mayoría de las aplicaciones la rueda más pequeña es el eje. El torno combina los efectos de la polea y la palanca al permitir que la fuerza aplicada sobre la cuerda o cable cambie de dirección y aumente o disminuya.
Un torno puede emplearse para levantar un objeto pesado, como el cubo de un pozo. A veces, el torno es simplemente un eje con una manivela. La rueda exterior o la manivela son concéntricos con la rueda interior o el eje. Una fuerza relativamente pequeña aplicada a la rueda grande puede levantar una carga pesada colgada de la rueda pequeña. Por tanto, el torno actúa como una palanca de primera clase donde el eje constituye el punto de apoyo y los radios de ambas ruedas los respectivos brazos de palanca. El principio de la palanca afirma que FR = fr, donde F y f son las fuerzas aplicadas, y R y r los respectivos brazos de palanca. Por ejemplo, si el radio de la manivela es 10 veces mayor que el del eje, la fuerza ejercida sobre la carga es 10 veces mayor que la aplicada a la manivela.
La cuña es una máquina simple que consiste en una pieza de madera o de metal terminada en ángulo diedro muy agudo. Técnicamente es un doble plano inclinado portátil. Sirve para hender o dividir cuerpos sólidos, para ajustar o apretar uno con otro, para calzarlos o para llenar alguna raja o hueco.
El funcionamiento de la cuña responde al mismo principio que el del plano inclinado. Al moverse en la dirección de su extremo afilado, la cuña genera grandes fuerzas en sentido perpendicular a la dirección del movimiento. Estas son las fuerzas que se aprovechan para separar objetos, o para generar fricción y mantener la cuña fija a los objetos con los que está en contacto.
El mecanismo de biela - manivela es un mecanismo que transforma un movimiento circular en un movimiento de traslación, o viceversa. El ejemplo actual más común se encuentra en el motor de combustión interna de un automóvil, en el cual el movimiento lineal del pistón producido por la explosión de la gasolina se trasmite a la biela y se convierte en movimiento circular en el cigüeñal.
En forma esquemática, este mecanismo se crea con dos barras unidas por una unión de revoluta. El extremo que rota de la barra (la manivela) se encuentra unido a un punto fijo, el centro de giro, y el otro extremo se encuentra unido a la biela. El extremo restante de la biela se encuentra unido a un pistón que se mueve en línea recta.
ERIKA VICENTE ALVARADO "2-IV" T.V N.L:44
Fuentes
http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Simple_machine
http://html.rincondelvago.com/maquinas-simples_2.html
No hay comentarios:
Publicar un comentario