Maquinas
simples
Las
maquinas simples son dispositivos utilizados en la vida cotidiana para
facilitar el trabajo o en a ingeniería para cambiar la magnitud y/o dirección
en que se puede aplicar una fuerza.
Combinando
estas máquinas simples el hombre a podido construir maquinaria o equipos
sofisticados que nos facilitan aun mas el trabajo. Entre las mas comúnmente
utilizadas están en carpinterías y otras ramas de la ingeniería.
Como
por ejemplo para acuñar monedas, fabricar moldes, para quehaceres domésticos o
artículos de plástico, en la construcción de casas, edificios, presas,
carreteras, etcétera…
Plano
inclinado
Es una
rama o superficie plana con un ángulo mucho menor a 90° respecto al suelo o eje
horizontal y en la mayoría de los casos lo utilizamos para cambiar de nivel a
un objeto empujándolo o deslizándolo sobre él. La fórmula que utilizaremos es
la siguiente:
F∙L=W∙h
Donde:
F=Fuerza aplicada ( Kg,N)
W= Peso
del cuerpo ( Kg,N)
L=
longitud del plano (m,Km)
h= Altura del plano (m,Km)
Palanca
Consiste
en una varilla rígida de madera o metal que se apoya sobre un punto fijo
denominado pulcro o punto de apoyo, y principalmente nos ayuda a realizar un
menor esfuerzo cuando deseamos mover un objeto.
Cuando
requerimos levantar un cuerpo pesado se coloca el extremo más corto apoyado en
el objeto para reducir el brazo de palanca, mientras que la fuerza aplicada se
colocara a la mayor distancia posible del punto de apoyo o fulcro. Por lo tanto
existe una relación entre distancias y fuerzas las cuales nos ayudan a efectuar
nuestros correspondientes cálculos.
FORMULA
F1.d1=F2.d2 F1,F2= Fuerzas de acción y reacción
d1,d2= Brazos de
palanca (acción y reacción)
VENTAJA
MECÁNICA
La
ventaja mecánica de una maquina simple se define como la relación que existe
entre la fuerza de salida o carga levantada y el valor de la fuerza aplicada
para levantar dicho peso la cual estará definida con la siguiente
expresión. Vm=Q/F
Esta
relación determina la eficacia de la maquina simple, en el sentido de que
cuanto mayor sea el resultado mayor será la eficiencia de la máquina.
Torno
Máquina
que aprovecha el momento de torsión que se imprime a una rueda o un cilindro
por medio de una manivela.
Maquina
simple construida por un cilindro de radio R , que gira sobre un eje a travez
de una manivela con radio r. A la cual se le aplica una fuerza F que hace
enrollar una cuerda en un cilindro sabiendo la carga del objeto a levantar. En
este tipo de maquina simple la formula a utilizar es la siguiente: F∙r=W∙R
R= radio del cilindro, r= radio de la
manivela, W= Peso, F= fuerza aplicada a la manivela
Poleas
y arreglos
Esta
máquina simple está constituida por un disco a cada lado que gira alrededor de
un eje fijo por medio de una cuerda que pasa por el mismo canal.
F=W/2 donde: W es el
peso del cuerpo
F fuerza aplicada en la cuerda
En las
poleas la eficacia se determina por medio del cociente obtenido al dividir el
trabajo de salida entre el trabajo de salida, es decir:
E=Ws/We×100
Cuando
utilizamos varias poleas de diferentes tamaños para levantar un objeto, podemos
observar que el esfuerzo puede reducirse o aumentarse y nos facilitan al
levantar o bajar un objeto determinado, a este tipo de arreglos se le denomina
polipasto.
Por lo tanto un polipasto es un dispositivo
formado por varias poleas y su formula es la siguiente:
F=W/n
Donde
F es la
fuerza aplicada en la cuerda
W es el
peso del objeto
n es el
número de poleas
Engranaje
Un engrane
es una rueda o cilindro dentado empleado para transmitir un movimiento
giratorio o alternativo desde una parte de una máquina a otra. Un conjunto de
dos o más engranajes que transmite el movimiento de un eje a otro se denomina
tren de engranajes. Los engranajes se utilizan sobre todo para transmitir
movimiento giratorio, pero usando engranajes apropiados y piezas dentadas
planas pueden transformar movimiento alternativo en giratorio y viceversa.
Tipos
de engranes
*Engranes de diente recto
Es una
rueda con dientes paralelos a su propio eje tallados o formados en su
perímetro. Si se desea que ambos giren en un mismo sentido se debe colocar otro
engrane de igual, mayor o menor tamaño denominado rueda loca o engrane loco.
*Engranes helicoidales
Los dientes
de estos engranes no son paralelos al eje de la rueda dentada, sino que se
enroscan al eje en forma de hélice y son apropiados para grandes cargas, porque
los dientes engranan formando un ángulo agudo en lugar de 90° como sucede en
los engranes de diente recto.
Tornillo
Transforma
un movimiento giratorio en uno longitudinal.
Cuando
se gira una vuelta a un tornillo avanza la distancia que hay entre dos filos o
surcos adyacentes. Esta distancia se llama normalmente paso o paso de rosca.
En la
figura se muestra una palanca la cual se mueva a lo largo de una
circunferencia, la cual está interpretada de la siguiente manera: 2πL porque de
manera circular se hace girar el tornillo para sujetar algunas partes
mecánicas.
En esta
máquina simple la ventaja mecánica tiene poco significado ya que existe una
gran cantidad de fracción sin embargo se hace referencia de ella en algunos
ejemplos de aplicación, por lo tanto la Vm=2πl/P
Entonces
en esta máquina simple el trabajo de entrada es igual al trabajo de salida, es
decir, R∙P=F∙2πL
R=
resistencia, P= paso de la rosca, F= fuerza o potencia aplicada y L= longitud
de la palanca de acción sobre el tornillo.
Cuña
De
forma sencilla se podría describir como un prisma triangular con un ángulo muy
agudo. También podríamos decir que es una pieza terminada en una arista afilada
que actúa como un plano inclinado móvil. Se encuentra fabricada en madera,
acero, aluminio, plásticos...
Estudio
de las fuerzas
La cuña
es un amplificador de fuerzas (tiene ganancia mecánica). Su forma de actuar es
muy simple: transforma una fuerza aplicada en dirección al ángulo agudo (F) en
dos fuerzas perpendiculares a los planos que forman la arista afilada (F1 y
F2); la suma vectorial de estas fuerzas es igual a la fuerza aplicada.
Las fuerzas
resultantes son mayores cuanto menor es el ángulo de la cuña.
esta es una fotografia real de la aplicacion de las maquinas simples. Muestra clarameste el desempeño del trabajo en una construccion.
