1 Profesor a cargo: Daniel Villavicencio
GUIA Nº 15
Escuela: José Clemente Sarmiento C.U.E: 7000222-00
Año: Primero.
Nivel: Ciclo Básico Secundario Turno: Mañana
Área Curricular: Tecnología.
Docente: Eduardo Daniel Villavicencio.
Contenido: Maquinas Simples
Título de la propuesta: “Las maquinas nos facilitan nuestros trabajos “
Desafío: Reconocer en máquinas de uso cotidiana los principios de máquinas simples.
Máquinas:
El hombre, buscando ampliar su campo de posibilidades, se ha visto en la necesidad de idear sistemas que le posibilitaran aumentar su capacidad física, sensorial, intelectual y organizacional y así han surgido las máquinas.
En las máquinas se pueden distinguir tres características que definen su comportamiento, algunas de las cuales o todas están presentes en cualquier máquina. Estas características son:
1. Generadoras de movimiento, objetos o algún tipo de prestación (cálculos, información, organización, etc.)
2. Capaces de transformar y aprovechar fuentes de energía de manera que se utilizables para efectuar trabajos.
3. Cierto grado de autonomía que les permita realizar operaciones por s mismas (automatismo). El automatismo implica capacidad de adelantarse a circunstancias cambiantes.
Esto puede realizarse en dos sentidos: bien haciendo que el comportamiento de la máquina permanezca constante frente a las variaciones del medio, o haciendo que la máquina adapte su comportamiento de forma adecuada a las variaciones del medio. Un ejemplo paradigmático de mecanismos automáticos del primer tipo es el regulador de velocidad de la máquina de vapor de Watt; su objetivo es que independientemente de las variaciones de carga a la que se someta
“Máquina es todo artefacto físico capaz de transformar energía en trabajo.”
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la máquina, la velocidad permanezca constante. Ejemplos del segundo tipo son los servomecanismos.
Ante una máquina cabe preguntarse:
* ¿Qué hace o produce?
*¿Qué tipo de energía procesa o transforma y cómo lo hace?
*¿Qué tipo y nivel de automatismo o inteligencia maneja en lo referente a la organización de su funcionamiento?
1. Máquinas simples
En el campo de la mecánica se denominan máquinas simples las de una sola pieza (no se pueden descomponer en otras más simples). Se conocen desde la antigüedad, en donde se hablaba de cinco tipos de máquinas simples: el plano inclinado, la cuña, el tornillo, la palanca y la rueda, los filósofos de la época las llamaban las cinco grandes. Las tres primeras están estrechamente relacionadas, lo mismo sucede con la palanca y la rueda. La palanca es una de las primeras máquinas empleadas por el Homo Faber. Son máquinas en el sentido que transforman los factores de trabajo.
Las máquinas simples básicas son dos, la palanca y el plano inclinado y de éstas derivan las otras, de la palanca deriva la rueda (y de ésta la polea y el torno), del plano inclinado derivan la cuña y el tornillo.
Las máquinas simples permiten disminuir el esfuerzo para realizar un trabajo. Pero toda disminución de la fuerza necesaria para realizar un trabajo va acompañada por un aumento recíproco de la distancia que recorre el punto de aplicación de la fuerza.
PALANCA
Maquinas Simples
Palancas Plano inclinado
Polea Torno
Rueda Cuña Tornillo
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La palanca consiste en una barra rígida, con un punto de apoyo sobre el cual puede bascular, y que cumple con la condición de que una fuerza F, llamada también (aunque impropiamente) potencia, aplicada en un punto de la barra, pueda equilibrar o vencer una fuerza R (resistencia) actuando en otro punto de la barra.
La distancia entre el punto de aplicación de la fuerza F y el punto de apoyo se llama brazo de palanca (bp), y la distancia entre el punto de aplicación de la fuerza R y el punto de apoyo se llama brazo de resistencia (br). La fuerza a vencer puede ser tanto más grande cuanto más largo es el brazo de palanca con respecto al brazo de resistencia.
La palanca le permite al hombre aprovechar mejor su propia fuerza y en muchos casos mover objetos grandes y/o muy pesados con menor esfuerzo.
En función de la posición geométrica del punto de apoyo y de los puntos de aplicación de las fuerzas, las palancas se clasifican en tres géneros.
Palancas de Primer Género tienen el punto de apoyo o fulcro entre la fuerza aplicada F y la fuerza R (resistencia). La ventaja de las palancas de primer género es mayor mientras más próximo esté el punto de apoyo del punto donde actúa la resistencia. Son ejemplos de palancas del primer género las tijeras y las tenazas.
En las palancas de Segundo Género el punto donde actúa la resistencia se encuentra entre el punto de aplicación de la fuerza F y el punto de apoyo. Son ejemplos de palancas del segundo género el rompenueces, los remos, la carretilla.
En las palancas de Tercer Género la fuerza F se aplica entre el apoyo y el punto donde actúa la fuerza resistente. Son ejemplos de palancas del tercer género las pinzas de cejas, las pinzas de azúcar, las pinzas para mover las brasas en las estufas, la caña de pescar.
En síntesis, una palanca es de: primer género cuando el punto de apoyo está ubicado entre la resistencia y la potencia;
Segundo género cuando la resistencia se halla entre el punto de apoyo y la potencia;
Tercer género cuando la potencia se encuentra entre el punto de apoyo y la resistencia, la palanca es de tercer género;
Plano inclinado
Es una máquina simple que se utiliza para reducir el esfuerzo necesario para levantar un cuerpo (vencer la fuerza de gravedad).
El plano inclinado es una superficie plana que forma un ángulo agudo con el suelo y se utiliza para elevar cuerpos a cierta altura.
Los antiguos egipcios conocían el principio del plano inclinado, que utilizaron en muchas de sus construcciones.
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Cuña
Se llama cuña a un cuerpo sólido, de forma prismática, de sección triangular. La cara menor del prisma se llama cabeza, las laterales simplemente caras, y la arista opuesta a la cabeza filo.
La cuña se basa en el mismo principio que el plano inclinado; cuando en un cuerpo se introduce una cuña con una fuerza que actúa perpendicularmente a la cabeza, esta fuerza se descompone en dos (perpendiculares a las caras de la cuña y cada una mucho mayor que la que actúa sobre la base) que facilitan la apertura y la penetración de la cuña. El valor de las fuerzas laterales es tanto mayor cuanto menor sea el ángulo entre las caras de la cuña. Los cuchillos y los elementos cortantes son ejemplos de cuña.
Tornillo
El tornillo también deriva del plano inclinado. Ya Arquímedes consideraba al tornillo como una analogía circular del plano inclinado. Un triángulo de papel enrollado alrededor de un cilindro marca la rosca de un tornillo. La fuerza de avance del tornillo es siempre mayor que la fuerza aplicada.
Polea
Se llama polea a una rueda que puede girar libremente alrededor de su eje (montado en una horquilla o armadura) y en cuyo contorno se adapta una cuerda flexible (correa, cable, cadena, etc.). Cuando el dispositivo se mantiene fijo hablamos de polea fija, cuando se puede desplazar, estando soportado por la cuerda, hablamos de polea móvil.
Polea Fija
La polea fija es una aplicación directa de la palanca de primer género, en este caso los brazos de palanca y de resistencia son iguales. 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.
Polea móvil
La polea móvil es una palanca de segundo género, en la que sobre el fulcro actúa la mitad de la resistencia. Debido a que es un mecanismo que tiene ganancia mecánica (empleando pequeñas potencias se pueden vencer resistencias mayores), se emplea para reducir el esfuerzo
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necesario para la elevación o el movimiento de cargas. Se suele encontrar en máquinas como grúas, montacargas, ascensores. Normalmente se encuentra formando parte de mecanismos más complejos denominados polipastos.
Torno
Consiste esencialmente en un cilindro alrededor del cual se arrolla una cuerda cable o cadena en cuyo extremo actúa la resistencia, solidaria al cilindro hay una manivela. Este dispositivo permite elevar grandes pesos con menor esfuerzo del que sería necesario si se lo elevara directamente.
ACTIVIDADES
1-Investiga cuales son las máquinas y herramientas que se utilizan en algunas de las producciones locales, como puede ser la cosecha de la vid, olivo, huertas, membrillo, manzana, cebolla, etc.
2- Analiza que tipos de mecanismo utiliza y que tipo de operación realiza.
3- Reconocer en máquinas de uso cotidiana los principios de máquinas simples.
4- Dibujar una máquina que utilices en tu quehacer diario o que tengas en tu casa.
Directora: Michea Elsa
