GUIAS DE TRABAJO DE TEC NOLOGIA : OPERADORES MECANICOS GRADO: OCTAVO PROF. LUISA EUGENIA ORDUZ QUINTERO

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GUIAS DE TRABAJO DE

TEC

NOLOGIA

:

OPERADORES

MECANICOS

GRADO: OCTAVO

PROF. LUISA EUGENIA ORDUZ

QUINTERO

CENTRO DE COMERCIO

PIEDECUESTA

2017

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S

E

G

U

N

D

O

P

E

R

I

O

D

O

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¿QUÉ ES UNA PALANCA?

Una palanca es una barra rígida sostenida por un apoyo (también denominado fulcro), en la que a través de una fuerza que denominaremos mediante Potencia (P) se pretende vencer una fuerza resistente que llamaremos Resistencia (R).

La Ley de la Palanca

Desde el punto de vista tecnológico, cuando empleamos la palanca para vencer fuerzas podemos considerar en ella 4 elementos importantes:

•

Potencia (P), fuerza que tenemos que aplicar

•

Resistencia (R), fuerza que tenemos que vencer; es la que hace la palanca como consecuencia de haber aplicado nosotros la potencia.

•

Brazo de potencia (BP), distancia entre el punto en el que aplicamos la potencia y el punto de apoyo (fulcro).

•

Brazo de resistencia (BR), distancia entre el punto en el que aplicamos la resistencia y el (fulcro).

FBf=RBr

F

Bf

De la anterior fórmula se deduce que cuanto mayor sea la longitud del brazo de fuerza, menor será la fuerza que hay que ejercer para l evantar el peso que opone la fuerza resistente (R)

En nuestro diario vivir son muchas las veces que “estamos haciendo palanca”. Desde mover un dedo o un brazo o un pie hasta tomar la cuchara para beber la sopa involucra el hacer palanca de una u otra form

a.

Ni hablar de cosas más evidentes como jugar al balancín, hacer funcionar una balanza, usar un cortaúñas, una tijera, un sacaclavos, etc.

Tipos de palancas Hay tres tipos de palancas:

Genero 1 Genero 2 Genero 3

Palanca de primer género.

Se caracteriza por tener el fulcro (Apoyo) entre la fuerza a vencer (R) y la fuerza a aplicar (P).

:

En una palanca de primer género la fuerza que hay que hacer para vencer la resistencia dependerá de la longitud de los brazos de potencia y de resistencia, cuanto mayor sea la longitud del brazo de potencia, menor fuerza habrá que ejercer.

Palanca de segundo género:

Se caracteriza porque la fuerza a vencer (R) se encuentra entre el fulcro (Apoyo) y la fuerza a aplicar (P).

Este tipo de palancas presentan la ventaja de tener que hacer muy poca fuerza en el brazo de fuerza para poder vencer la fuerza resistente, por ejemplo se puede utilizar esta palanca para transportar una carga en una carretilla,, para abrir un tapón de una botella mediante un abridor o para partir una nuez con el cascanueces. Palanca de tercer género:

Se caracteriza por ejercerse la fuerza “a aplicar” (P) entre el fulcro (Apoyo) y la fuerza a vencer (R).

Las palancas de tercer género la fuerza que hay que hacer para vencer la resistencia es bastante elevada.

Ejercicios para practicar. Palancas de primer grado:

1. Calcula la fuerza que tenemos que hacer para mover el peso P con una palanca de primer grado. Sabemos que la distancia del peso (P) al punto de apoyo es 50 cm, la distancia de la fuerza al punto de apoyo es 150 cm y que el peso a mover es de 100 Kg.

5. Calcula la longitud del brazo de la fuerza para mover un peso de 120 Kg aplicando una fuerza de 40 Kg. El

brazo del peso tiene una longitud de 15cm.

7. Calcula la longitud del brazo del peso para mover un peso de 25 Kg aplicando una fuerza de 75 Kg. El brazo

de la fuerza tiene una longitud de 30cm.

8. Tenemos que mover un peso de 70 Kg aplicando una fuerza de 7Kg. Tenemos una barra de 3m de longitud total. Calcula el lugar dónde hay que poner el punto de apoyo de la palanca.

Palancas de segundo grado:

1. Calcula la fuerza que tenemos que hacer para mover el peso P con una palanca de segundo grado. Sabemos que la distancia del peso (P) al punto de apoyo es

10 cm, la distancia de la fuerza al punto de apoyo es 50 cm y que el peso a mover es de 100 Kg.

3. Calcula la fuerza que tenemos que hacer para mover el peso P con una palanca de segundo grado. Sabemos que la distancia del peso (P) al punto de apoyo es 30cm y la longitud total de la palanca es de 120 cm. El peso a mover es de 150 Kg.

4. Utilizando una barra de 2 m de larga como palanca de segundo grado, calcula la distancia a la que tenemos que poner un peso de 90 kg para moverlo con una fuerza de 15 kg.

5. Con una palanca de segundo grado, calcula la longitud del brazo de la fuerza para mover un peso de 120 Kg aplicando una fuerza de 40 Kg. El brazo del peso tiene una longitud de 15cm.

7. Utilizando una palanca de segundo grado tenemos que mover un peso de 70 Kg con una fuerza de 7Kg. Tenemos una barra de 3m de longitud total. Calcula el lugar dónde hay que poner el peso.

Palancas de tercer grado:

1. Calcula la fuerza que tenemos que hacer para mover el peso P con una palanca de tercer grado. Sabemos que la distancia del peso (P) al punto de apoyo es 50 cm, la distancia de la fuerza al punto de apoyo es 10 cm y que el peso a mover es de 10 Kg. 2. Calcula la fuerza que tenemos que hacer para mover el peso P con una palanca de tercer grado. Sabemos que la distancia del peso (P) al punto de apoyo es 70 cm, la distancia de la fuerza al punto de apoyo es 35 cm y que el peso a mover es de 15 Kg. 3. Con una palanca de tercer grado. Calcula la longitud del brazo de la fuerza para mover un peso de 12 Kg aplicando una fuerza de 48 Kg. El brazo del peso tiene una longitud de 2m.

4. Con una palanca de tercer grado. Calcula la longitud de la palanca para mover un peso de 5 Kg aplicando una fuerza de 30Kg. El brazo de la fuerza peso

tiene una longitud de 35cm.

5. Con una palanca de tercer grado. Calcula el peso que puedo levantar haciendo 40 kg de fuerza si la palanca mide 3,5 m y la fuerza está aplicada a 50 cm del punto de apoyo.

Ejercicios diversos sobre palancas:

1. Con la carretilla de la figura queremos transportar dos sacos de cemento de 50 Kg cada uno. A partir de los datos dados en la figura responder a los apartados:

. ¿De qué tipo de palanca se trata?

b. Calcular la fuerza que hay tenemos que ejercer para poder transportar los sacos de cemento en la carretilla.

2. Con los alicates de la figura queremos cortar un alambre que opone una fuerza a cortarse de 2 Kg: A. ¿De qué tipo de palanca se trata. B. Calcular la fuerza que hay que aplicar con la mano en el mango de los alicates para poder cortar el alambre.

3. Con la palanca dibujada queremos subir una piedra de una masa de

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15 Kg,

a. ¿De qué tipo de palanca se trata?

b. ¿Qué fuerza hay que ejercer para poder levantar la piedra?.

REALIZAR LOS EJERCICIOS 1. REALIZAR LA LECTURA DE LA GUÍA DE TRABAJO.

2. REALIZA UN MAPA CONCEPTUAL DE LOS TRES TIPOS DE PALANCA.

3 DESARROLLAR LOS EJERCICIOS PROPUESTOS PARA LOS TRES GÉNEROS DE PALANCA SEGÚN INSTRUCCIONES DEL DOCENTE. (Grupos de trabajo)

Tener en cuenta las siguientes recomendaciones para la realización de los ejercicios:

Las longitudes las debemos expresar en metros y la resistencia en Kg.

CONCEPTOS ADICIONALES.

¿QUE ES LA FUERZA?

Fuerza es todo aquello capaz de deformar un cuerpo o de modificar su estado de reposo o de movimiento.

El peso es una fuerza Se llama Peso de un cuerpo a la fuerza de atracción que ejerce sobre él la gravedad terrestre.

Cuanto mayor sea la masa de un cuerpo, mayor será la atracción que ejerce sobre él la gravedad terrestre y, por tanto, también será mayor su peso. Por tanto, el peso de un cuerpo es directamente proporcional a su masa.

P = m·g (P = Peso, m = masa, g = aceleración de la gravedad).

En el Sistema Internacional de Unidades, la fu

erza se mide en

Newton (N) .El newton se define como la fuerza necesaria para proporcionar una aceleración de 1 m/s2 a un objeto de 1 kg de masa 1.

Es unaunidad derivada del SI que se compone de las unidades básicas:

¿QUE ES PESO?

Fuerza con la que los cuerpos son atraídos hacia el centro de la Tierra por acción de la gravedad, los cuerpos caen en el vacío a causa del peso. Aplicado en el centro de gravedad del cuerpo y dirigido aproximadamente hacia el centro de la Tierra. Por extensión de esta definición, también podemos referirnos al peso de un cuerpo en cualquier otro astro (Luna, Marte,...) en cuyas proximidades se encuentre.

LAS POLEAS

La única nota histórica sobre su uso se debe a Plutarco, quien en su obra Vidas paralelas (c. 100 a. C.) relata que Arquímedes, en carta al rey Hierón de Siracusa, a quien lo unía gran amistad, afirmó que con una fuerza dada podía mover cualquier peso e incluso se jactó de que si existiera otra Tierra yendo a ella podría mover ésta. Hierón, asombrado, solicitó a Arquímedes que realizara una demostración. Acordaron que el objeto a mover fuera un barco de la armada del rey, ya que Hierón creía que éste no podría sacarse de la dársena y llevarse a dique seco sin el empleo de un gran esfuerzo y numerosos hombres. Según relata Plutarco, tras cargar el barco con muchos pasajeros y con las bodegas repletas, Arquímedes se sentó a cierta distancia y tirando de la cuerda alzó sin gran esfuerzo el barco, sacándolo del agua tan derecho y estable como si aún permaneciera en el m

ar. Las poleas son máquinas, es decir, dispositivos utilizados para modificar las fuerzas o los efectos de éstas. Entre las máquinas, además de las poleas, pueden mencionarse la palanca, el plano inclinado y el torno. En todas las máquinas se ejerce una fuerza que se denomina potencia, que sirve para vencer una denominada resistencia. En realidad, los principios que permiten a las palancas levantar pesos son los mismos que hacen que las poleas eleven cargas. En el caso de las poleas el brazo de potencia es idéntico al brazo de resistencia, por lo que para levantar una carga de un determinado peso hay que ejercer una fuerza idéntica a la que realiza la primera. En el caso de las poleas móviles el brazo de potencia es más largo que el de resistencia, por lo que es posible levantar una carga con una fuerza menor a la ejercida por ésta.

POLEA FIJA.

Está basada en la palanca de primer género, en la cual el punto de apoyo está en el medio, la potencia en un extremo y la resistencia en el otro. Sin embargo, la polea ofrece la ventaja de cambiar la direcciónde la fuerza en razón de que el propio peso del que la acciona sesuma al esfuerzo de tracción que lleva a cabo.

POLEA MÓVIL.

Está basada en la palanca de segundo género, en la que el punto de apoyo está en un extremo, la resistencia en el medio y la potencia en el otro extremo. Con este tipo de polea se puede vencer, con unapequeña potencia, una gran resistencia.

Cuando la polea obra independientemente se denomina "simple", mientras que cuando se encuentra reunida con otras formando un sistema recibe la denominación de "

combinada" o "compuesta".

POLEAS SIMPLES

La polea simple se emplea para elevar pesos, consta de una sola rueda con la que hacemos pasar una cuerda.

Se emplea para cambiar el sentido de la fuerza haciendo más cómodo el levantamiento de la carga, entre otros motivos, porque nos ayudamos del peso del cuerpo para efectuar el esfuerzo, la fuerza quetenemos que hacer es la misma al peso a la que tenemos quelevantar.

F=R

Hay dos clases de polea simple las cuales son:

Polea simple fija. La manera más sencilla de utilizar una polea es

colgar un peso en un extremo de la cuerda, y tirar del otro extremo para levantar el peso.

Una polea simple fija no produce una ventaja mecánica: la fuerza que debe aplicarse es la misma que se habría requerido para levantar el objeto sin la polea. La polea, sin embargo, permite aplicar la fuerza en una dirección más conveniente. Designación y tipos Los elementos constitutivos de una polea son la rueda o polea propiamente dicha, en cuya circunferencia (llanta) suele haber una acanaladura denominada "garganta" o "cajera" cuya forma se ajusta a la de la cuerda a fin de guiarla; las "armas", armadura en forma de U invertida o rectangular que la rodea completamente y en cuyo extremo superior monta un gancho por el que se suspende el conjunto, y el "eje", que puede ser fijo si está unido a las armas estando la polea atravesada por él ("poleas de ojo", o móvil si es solidario a la polea ("poleas de eje". Cuando, formando parte de un sistema de transmisión, la polea gira libremente sobre su eje, se denomina "loca".

Polea simple móvil Una forma alternativa de utilizar la polea es fijarla a la carga un extremo de la cuerda al soporte, y tirar del otro extremo para levantar a la polea y la carga.

La polea simple móvil. Produce una ventaja mecánica: la fuerza necesaria para levantar la carga es justamente la mitad de la fuerza que habría sido requerida para levantar la carga sin la polea. Por elcontrario, la longitud de la cuerda de la que debe tirarse es el doble de la distancia que se desea hacer subir a la carga.

Poleas compuestas

Esquema de la ventaja mecánica que se obtiene con diversas poleas compuestas. Polipastos o aparejos. El polipasto, es la configuración más común de polea compuesta. En un polipasto, las poleas se distribuyen en dos grupos, uno fijo y uno móvil. En cada grupo seinstala un número arbitrario de poleas.

¿QUÉ ES UNA PALANCA?

Una palanca es una barra rígida sostenida por un apoyo (también denominado fulcro), en la que a través de una fuerza que denominaremos mediante Potencia (P) se pretende vencer una fuerza resistente que llamaremos

Resistencia (R).

LA LEY DE LA PALANCA

Desde el punto de vista tecnológico, cuando empleamos la palanca para vencer fuerzas podemos considerar en ella 4 elementos importantes:

•

Potencia (P), fuerza que tenemos que aplicar

•

Resistencia (R), fuerza que tenemos que vencer; es la que hace la palanca como consecuencia de haber aplicado nosotros la potencia.

•

Brazo de potencia (BP), distancia entre el punto en el que aplicamos la potencia y el punto de apoyo (fulcro).

•

Brazo de resistencia (BR), distancia entre el punto en el que aplicamos la resistencia y el (fulcro).

FBf=RBr

F

Bf

De la anterior fórmula se deduce que cuanto mayor sea la longitud del brazo de fuerza, menor será la fuerza que hay que ejercer para levantar el peso que opone la fuerza resisten te (R)

En nuestro diario vivir son muchas las veces que “estamos haciendo palanca”. Desde mover un dedo o un brazo o un pie hasta tomar la cuchara para beber la sopa involucra el hacer palanca de una u otra forma.

Ni hablar de cosas más evidentes como jugar al balancín, hacer funcionar una balanza, usar un cortaúñas, una tijera, un sacaclavos, etc.

TIPOS DE PALANCAS

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Genero 1 Genero 2 Genero 3

Palanca de primer género.

Se caracteriza por tener el fulcro (Apoyo) entre la fuerza a vencer (R) y la fuerza a aplicar (P).

:

En una palanca de primer género la fuerza que hay que hacer para vencer la resistencia dependerá de la longitud de los brazos de potencia y de resistencia, cuanto mayor sea la longitud del brazo de potencia, menor fuerza habrá que ejercer. Palanca de segundo género:

Se caracteriza porque la fuerza a vencer (R) se encuentra entre el fulcro (Apoyo) y la fuerza a aplicar (P).

Este tipo de palancas presentan la ventaja de tener que hacer muy poca fuerza en el brazo de fuerza para poder vencer la fuerza resistente, por ejemplo se puede utilizar esta palanca para transportar una carga en una carretilla,, para abrir un tapón de una botella mediante un abridor o para partir una nuez con el cascanueces.

P alanca de tercer género: Se caracteriza por ejercerse la fuerza “a aplicar” (P) entre el fulcro (Apoyo) y la fuerza a vencer (R).

Las palancas de tercer género la fuerza que hay que hacer para vencer la resistencia es bastante elevada.

Ejercicios pa ra practicar. Palancas de primer grado:

9. Calcula la fuerza que tenemos que hacer para mover el peso P con una palanca de primer grado. Sabemos que la distancia del peso (P) al punto de apoyo es 50 cm, la distancia de la fuerza al punto de apoyo es 150 cm y que el

peso a mover es de 100 Kg.

15. Calcula la longitud del brazo del peso para mover un peso de 25 Kg aplicando una fuerza de 75 Kg. El brazo

de la fuerza tiene una longitud de 30cm.

16. Tenemos que mover un peso de 70 Kg aplicando una fuerza de 7Kg. Tenemos una barra de 3m de longitud total. Calcula el lugar dónde hay que poner el punto de apoyo de la palanca.

Palancas de segundo grado:

10. Calcula la fuerza que tenemos que hacer para mover el peso P con una palanca de segundo grado. Sabemos que la distancia del peso (P) al punto de apoyo es 30cm y la longitud total de la palanca es de 120 cm. El peso a mover es de 150 Kg.

11. Utilizando una barra de 2 m de larga como palanca de segundo grado, calcula la distancia a la que tenemos que poner un peso de 90 kg para moverlo con una fuerza de 15 kg.

14. Utilizando una palanca de segundo grado tenemos que mover un peso de 70 Kg con una fuerza de 7Kg.

Tenemos una barra de 3m de longitud total. Calcula el lugar dónde hay que poner el

peso. Palancas de tercer grado:

6. Calcula la fuerza que tenemos que hacer para mover el peso P con una palanca de tercer grado. Sabemos que la distancia del peso (P) al punto de apoyo es 50 cm, la distancia de la fuerza al punto de apoyo es 10 cm y que el peso a mover es de 10 Kg. 7. Calcula la fuerza que tenemos que hacer para mover el peso P con una palanca de tercer grado. Sabemos que la distancia del peso (P) al punto de apoyo es 70 cm, la distancia de la fuerza al punto de apoyo es 35 cm y que el peso a mover es de 15 Kg. 8. Con una palanca de tercer grado. Calcula la longitud del brazo de la fuerza para mover un peso de 12 Kg aplicando una fuerza de 48 Kg. El brazo del peso tiene una longitud de 2m.

9. Con una palanca de tercer grado. Calcula la longitud de la palanca para mover un peso de 5 Kg aplicando una fuerza de 30Kg. El brazo de la fuerza peso

tiene una longitud de 35cm.

10. Con una palanca de tercer grado. Calcula el peso que puedo levantar haciendo 40 kg de fuerza si la palanca mide 3,5 m y la fuerza está aplicada a 50 cm del punto de apoyo.

Ejercicios diversos sobre palancas:

1. Con la carretilla de la figura queremos transportar dos sacos de cemento de 50 Kg cada uno. A partir de los datos dados en la figura responder a los apartados:

2. Con los alicates de la figura queremos cortar un alambre que opone una fuerza a cortarse de 2 Kg: A. ¿De qué tipo de palanca se trata. B. Calcular la fuerza que hay que aplicar con la mano en el mango de los alicates para poder cortar el alambre.

3. Con la palanca dibujada queremos subir una piedra de una masa de

15 Kg,

a. ¿De qué tipo de palanca se trata?

b. ¿Qué fuerza hay que ejercer para poder levantar la piedra?.

REALIZAR LOS EJERCICIOS 1. REALIZAR LA LECTURA DE LA GUÍA DE TRABAJO.

2. REALIZA UN MAPA CONCEPTUAL DE LOS TRES TIPOS DE PALANCA.

3 DESARROLLAR LOS EJERCICIOS PROPUESTOS PARA LOS TRES GÉNEROS DE PALANCA SEGÚN INSTRUCCIONES DEL DOCENTE. (Grupos de trabajo)

Tener en cuenta las siguientes recomendaciones para la realización de los ejercicios:

Las longitudes las debemos expresar en metros y la resistencia en Kg.

CONCEPTOS ADICIONALES.

¿QUE ES LA FUERZA?

Fuerza es todo aquello capaz de deformar un cuerpo o de modificar su estado de reposo o de movimiento. El peso es una fuerza Se llama Peso de un cuerpo a la fuerza de atracción que ejerce sobre él la gravedad terrestre.

Cuanto mayor sea la masa de un cuerpo, mayor será la atracción que ejerce sobre él la gravedad terrestre y, por tanto, también será mayor su peso. Por tanto, el peso de un cuerpo es directamente proporcional a su masa.

P = m·g (P = Peso, m = masa, g = aceleración de la gravedad).

En el Sistema Internacional de Unidades, la fuerza se mide en

Newton (N) .El newton se define como la fuerza necesaria para proporcionar una aceleración de 1 m/s2 a un objeto de 1 kg de masa 1. Es unaunidad derivada del SI que se compone de las unidades básicas:

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¿QUE ES PESO?

Fuerza con la que los cuerpos son atraídos hacia el centro de la Tierra por acción de la gravedad, los cuerpos caen en el vacío a causa del peso. Aplicado en el centro de gravedad del cuerpo y dirigido aproximadamente hacia el centro de la Tierra. Por extensión de esta definición, también podemos referirnos al peso de un cuerpo en cualquier otro astro (Luna, Marte,...) en cuyas proximidades se encuentre.

LAS POLEAS

La única nota histórica sobre su uso se debe a Plutarco, quien en su obra Vidas paralelas (c. 100 a. C.) relata que Arquímedes, en carta al rey Hierón de Siracusa, a quien lo unía gran amistad, afirmó que con una fuerza dada podía mover cualquier peso e incluso se jactó de que si existiera otra Tierra yendo a ella podría mover ésta. Hierón, asombrado, solicitó a Arquímedes que realizara una demostración. Acordaron que el objeto a mover fuera un barco de la armada del rey, ya que Hierón creía que éste no podría sacarse de la dársena y llevarse a dique seco sin el empleo de un gran esfuerzo y numerosos hombres. Según relata Plutarco, tras cargar el barco con muchos pasajeros y con las bodegas repletas, Arquímedes se sentó a cierta distancia y tirando de la cuerda alzó sin gran esfuerzo el barco, sacándolo del agua tan derecho y estable como si aún permaneciera en el mar.

Las poleas son máquinas, es decir, dispositivos utilizados para modificar las fuerzas o los efectos de éstas. Entre las máquinas, además de las poleas, pueden mencionarse la palanca, el plano inclinado y el torno. En todas las máquinas se ejerce una fuerza que se denomina potencia, que sirve para vencer una denominada resistencia. En realidad, los principios que permiten a las palancas levantar pesos son los mismos que hacen que las poleas eleven cargas. En el caso de las poleas el brazo de potencia es idéntico al brazo de resistencia, por lo que para levantar una carga de un determinado peso hay que ejercer una fuerza idéntica a la que realiza la primera. En el caso de las poleas móviles el brazo de potencia es más largo que el de resistencia, por lo que es posible levantar una carga con una fuerza menor a la ejercida por ésta.

POLEA FIJA.

POLEA MÓVIL.

Está basada en la palanca de segundo género, en la que el punto de apoyo está en un extremo, la resistencia en el medio y la potencia en el otro extremo. Con este tipo de polea se puede vencer, con unapequeña potencia, una gran resistencia.

Cuando la polea obra independientemente se denomina "simple", mientras que cuando se encuentra reunida con otras formando un sistema recibe la denominación de "combinada" o "compuesta".

POLEAS SIMPLES

F=R

Una polea simple fija no produce una ventaja mecánica: la fuerza que debe aplicarse es la misma que se habría requerido para levantar el objeto sin la polea. La polea, sin embargo, permite aplicar la fuerza en una dirección más conveniente. Designación y tipos Los elementos constitutivos de una polea son la rueda o polea propiamente dicha, en cuya circunferencia (llanta) suele haber una acanaladura denominada "garganta" o "cajera" cuya forma se ajusta a la de la cuerda a fin de guiarla; las "armas", armadura en forma de U invertida o rectangular que la rodea completamente y en cuyo extremo superior monta un gancho por el que se suspende el conjunto, y el "eje", que puede ser fijo si está unido a las armas estando la polea atravesada por él ("poleas de ojo", o móvil si es solidario a la polea ("poleas de eje". Cuando, formando parte de un sistema de transmisión, la polea gira libremente sobre su eje, se denomina "loca".

Poleas compuestas

Esquema de la ventaja mecánica que se obtiene con diversas poleas compuestas. Polipastos o aparejos. El polipasto, es la configuración más común de polea compuesta. En un polipasto, las poleas se

distribuyen en dos grupos, uno fijo y uno móvil. En cada grupo seinstala un número arbitrario de poleas.

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La única nota histórica sobre su uso se debe a Plutarco, quien en su obra Vidas paralelas (c. 100 a. C.) relata que Arquímedes, en carta al rey Hierón de Siracusa, a quien lo unía gran amistad, afirmó que con una fuerza dada podía mover cualquier peso e incluso se jactó de que si existiera otra Tierra yendo a ella podría mover ésta. Hierón, asombrado, solicitó a Arquímedes que realizara una demostración. Acordaron que el objeto a mover fuera un barco de la armada del rey, ya que Hierón creía que éste no podría sacarse de la dársena y llevarse a dique seco sin el empleo de un gran esfuerzo y numerosos hombres. Según relata Plutarco, tras cargar el barco con muchos pasajeros y con las bodegas repletas, Arquímedes se sentó a cierta distancia y tirando de la cuerda alzó sin gran esfuerzo el barco, sacándolo del agua tan derecho y estable como si aún permaneciera en el mar.

Las poleas son máquinas, es decir, dispositivos utilizados para modificar las fuerzas o los efectos de éstas. Entre las máquinas, además de las poleas, pueden mencionarse la palanca, el plano inclinado y el torno. En todas las máquinas se ejerce una fuerza que se denomina potencia, que sirve para vencer una denominada resistencia. En realidad, los principios que permiten a las palancas levantar pesos son los mismos que hacen que las poleas eleven cargas. En el caso de las poleas el brazo de potencia es idéntico al brazo de resistencia, por lo que para levantar una carga de un determinado peso hay que ejercer una fuerza idéntica a la que realiza la primera. En el caso de las poleas móviles el brazo de potencia es más largo que el de resistencia, por lo que es posible levantar una carga con una fuerza menor a la ejercida por ésta.

POLEA FIJA.

POLEA MÓVIL.

Está basada en la palanca de segundo género, en la que el punto de apoyo está en un extremo, la resistencia en el medio y la potencia en el otro extremo. Con este tipo de polea se puede vencer, con unapequeña potencia, una

gran resistencia.

Cuando la polea obra independientemente se denomina "simple", mientras que cuando se encuentra reunida con otras formando un sistema recibe la denominación de "

combinada" o "compuesta".

POLEAS SIMPLES

F=R

Una polea simple fija no produce una ventaja mecánica: la fuerza que debe aplicarse es la misma que se habría requerido para levantar el

objeto sin la polea. La polea, sin embargo, permite aplicar la fuerza en una dirección más conveniente. Designación y tipos Los elementos constitutivos de una polea son la rueda o polea propiamente dicha, en cuya circunferencia (llanta) suele haber una acanaladura denominada "garganta" o "cajera" cuya forma se ajusta a la de la cuerda a fin de guiarla; las "armas", armadura en forma de U invertida o rectangular que la rodea completamente y en cuyo extremo superior monta un gancho por el que se suspende el conjunto, y el "eje", que puede ser fijo si está unido a las armas estando la polea atravesada por él ("poleas de ojo", o móvil si es solidario a la polea ("poleas de eje". Cuando, formando parte de un sistema de transmisión, la polea gira libremente sobre su eje, se denomina "loca".

F= R/2

POLEAS COMPUESTAS

Esquema de la ventaja mecánica que se obtiene con diversas poleas compuestas. Polipastos o aparejos. El polipasto, es la configuración más común de polea compuesta. En un polipasto, las poleas se distribuyen en dos grupos, uno fijo y uno móvil. En cada grupo seinstala un número arbitrario de poleas.

F=R/3

F=R/4

POLEA DIFERENCIAL

Una polea diferencial se compone de dos poleas de distinto radio caladas sobre el mismo eje y recibe esta denominación porque la potencia necesaria para elevar el peso es proporcional a la diferencia entre dichos radios; más aún, la máquina no funciona si los radios no son distintos. La cuerda, mejor cadena, es cerrada y se pasa primero por la garganta de la polea mayor (1-2) y luego por la polea móvil que sustenta la resistencia (2-3), retorna a la polea diferencial pasándose por la garganta de la menor (3-4) y finalmente se enlaza con el ramal sobre el que se aplica la potencia (4-1). Al aplicar la potencia en la dirección indicada en la figura, los ramales 1 y 3 descienden mientras que 2 y 4 ascienden.

La resistencia, que ahora denotaremos Q para distinguirla de losradios

R y r de la polea diferencial, está sostenida por dos ramales que

supondremos paralelos (2 y 3) que se repartirán la carga estando a una tensión Q/2 mientras en la tira de la polea (1) actúa la potencia P. La condición de equilibrio es que la suma de los momentos de las fuerzas actuantes sobre la polea respecto de su eje sea igual a cero:

Q

P= potencia (en función de la fuerza que aplicaremos para alzar el peso Q

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Q= la Resistencia o peso que subiremos con el arreglo de poleas (polipasto o aparejo)

R= radio de la polea mayor. R= radio de la polea menor.

TALLER DE TECNOLOGÍA. REALIZAR LA LECTURA LAS POLEAS. 1

. HAGA UN RESUMEN DEL ORIGEN DE LAS POLEAS Y SU USO 2

EN LA ANTIGÜEDAD.

3 REALIZA UN MAPA CONCEPTUAL DE LA CLASIFICACIÓN DE LAS POLEAS SEGÚN LA APLICACIÓN DE LA LEY DE LAS PALANCAS.

REALIZA UN MAPA

4 CONCEPTUAL DE LA CLASIFICACIÓN DE

LAS POLEAS SEGÚN EL NUMERO DE RUEDAS UTILIZADAS.

¿Qué DIFERENCIA EXISTE ENTRE LA POLEA SIMPLE FIJA Y 5

LA POLEA SIMPLE MÓVIL?

7.NECESITAMOS ELEVAR UN CUBETA PARA EXTRAER AGUA DE UN ALJIBE, SI LA CUBETA LLENA DE AGUA PE SA APROXIMADAMENTE 10 Kg ¿CUANTA FUERZA DEBEREMOS EJERCER SI UTILIZAMOS UN SISTEMA DE POLEAS SIMPLE FIJA? HAGA EL DIBUJO DEL PROBLEMA Y EXPLIQUE.

8. SI PARA ELEVAR LA MISMA CUBETA DE AGUA DEL EJERCICIO ANTERIOR UTILIZAMOS UN SISTEMA SIMPLE DE POLEA MÓVIL. ¿CUANTA FUERZA DEBEREMOS EJERCER SI UTILIZAMOS UN SISTEMA DE POLEAS SIMPLE FIJA? HAGA EL DIBUJO DEL PROBLEMA Y EXPLIQUE.

9.UNA NIÑO REQUIERE ALZAR UN PESO 120 Kg, PERO ESTE TAN SOLO PUEDE EJERCER UNA FUERZA DE 40 Kg, ¿QUE SISTEMA DE POLEAS DEBERÍA EMPLEAR PARA PODER ALZAR LOS $120 Kg CON FACILIDAD? DIBUJA EL SISTEMA Y EXPLICA. 10.UNA GRÚA DE DRAGADO POSEE UN SISTEMA DE POLEAS DIFERENCIAL, SI SU MOTOR PUEDE EJERCER UNA FUERZA DE

Kg Y LA POLEA MAYOR MIDE 1 METRO Y LA POLEA 1000

MENOR 0,5 METROS, ¿CUAL SERA EL PESO MÁXIMO QUE LA GRÚA PUEDE LEVANTAR?

POLEAS DE TRANSMISIÓN

Los sistemas de transmisión de poleas y correas se emplean para transmitir la potencia mecánica proporcionada por el eje del motor entre dos ejes separ ados entre sí por una cierta distancia. La transmisión del movimiento por correas se debe al rozamiento éstas sobre las poleas, de manera que ello sólo será posible cuando el movimiento rotatorio y de torsión que se ha de transmitir entre ejes sea inferior a la fuerza de rozamiento. El valor del rozamiento depende, sobre todo, de la tensión de la correa y de la resistencia de ésta a la tracción; es decir, del tipo de material con el que está construida (cuero, fibras, hilos metálicos recubiertos de goma, et c.) y de sus dimensiones.

Las poleas son ruedas con una o varias hendiduras en la llanta, sobre las cuales se apoyan las correas.

Las correas son cintas cerradas de cuero y otros materiales que se emplean para transmitir movimiento de rotación entres do s ejes generalmente paralelos. Pueden ser de forma plana, redonda, trapezoidal o dentada.

Este sistema se emplea cuando no se quiere transmitir grandes potencias de un eje a otro. Su principal inconveniente se debe a que el resbalamiento de la correa sobr e la polea produce pérdidas considerables de potencia; sobre todo en el arranque. Para evitar esto parcialmente se puede utilizar una correa dentada, que aumenta la sujeción.

Para evitar que las correas se salgan de las poleas, será necesario que las primeras se mantengan lo suficientemente tensas como para que sean capaces de transmitir la máxima potencia entre ejes sin llegar a salirse ni romperse. Para evitar este problema se emplean a veces rodillos tensores, los cuales ejercen sobre las correas la presión necesaria para mantenerlas en tensión.

Se denomina mecanismo multiplicador de velocidad a aquél que

transforma la velocidad recibida de un elemento motor (velocidad de entrada) en otra velocidad mayor (velocidad de salida).

Se denomina mecanismo red uctor de velocidad a aquél que

transforma la velocidad de entrada en una velocidad de salida menor. En todo mecanismo de transmisión existen como mínimo dos eje, llamados eje motriz y eje conducido o arrastrado. El eje motriz es el que genera el movimiento y puede estar acoplado a un motor o ser accionado manualmente por medio de una manivela. El eje conducido es el que recibe el movimiento generado por el eje motriz.

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El funcionamiento del cardan se va dificultando a medida que el movimiento de dirección se aproxima a los 90º, con este Angulo no puede funcionar.

TRANSMISIÓN POR CADENA.

Permite transmitir un movimiento giratorio entre dos ejes paralelos, pudiendo modificar la velocidad pero no el sentido de giro (no esposible hacer que un eje gire en sentido horario y el otro en el contrario).

En las bicicletas se emplean mucho el "cambio de velocidad" compuesto por varias ruedas en el eje del pedal (catalina) y varias en el de la rueda (piñón), lo que permite obtener, modificando la posición de la cadena, entre 15 y 21 velocidades diferentes. Se emplea en sustitución de los reductores de velocidad por poleas cuando lo importante sea evitar el deslizamiento entre la rueda conductora y el mecanismo de transmisión (en este caso una cadena).

Este mecanismo se emplea mucho en bicicletas, motos, motores de automóvil, puertas elevables, apertura automática de puertas. Este sistema consta de una cadena sin fin (cerrada) cuyos eslabones engranan con ruedas dentadas (piñones) que están unidas a los ejes de los mecanismos conductor y conducido.

Los ejes tienen que mantenerse en posición fija uno respecto a otro, por lo que suelen sujetarse mediante soportes, armaduras u horquillas (en el caso de motos y bicicletas). Las cadenas empleadas en esta transmisión suelen tener libertad de movimiento solo en una dirección y tienen que engranar de manera muy precisa con los dientes de los piñones. Las partes básicas de las cadenas son: placa lateral, rodillo y pasador. Las ruedas dentadas suelen ser una placa de acero sin cubo (aunque también las hay de materiales plásticos).

Ventajas e inconvenientes:

Este sistema aporta beneficios sustanciales respecto al sistema correa-polea, pues al emplear cadenas que engranan en los dientesde los piñones se evita el deslizamiento que se producía entre la correa y la polea.

Otras ventajas e inconvenientes de este sistema son:

•

Presenta la gran ventaja de mantener la relación de transmisión constante (pues no existe deslizamiento) incluso transmitiendo grandes potencias entre los ejes (caso de motos y bicicletas), lo que se traduce en mayor eficiencia mecánica (mejor rendimiento). Además, no necesita estar tan tensa como las correas, lo que se traduce en menores averías en los rodamientos de los piñones.

•

Presenta el inconveniente de ser más costoso, más ruidoso y de funcionamiento menos flexible (en caso de que el eje conducido cese de girar por cualquier causa, el conductor también lo hará, lo que puede producir averías en el mecanismo motor o la ruptura de la cadena), así como el no permitir la inversión del sentido de giro ni la transmisión entre ejes cruzados; además necesita una lubricación (engrase) adecuada.

TALLER DE TECNOLOGÍA.

1. REALIZAR LA LECTURA EN GRUPO DE LOS SISTEMAS DE TRANSMISIÓN.

2. REALIZA EN TU CUADERNO UN MAPA CONCEPTUAL DE LOS DIFERENTES TIPOS DE TRANSMISIÓN POR POLEAS Y PIÑONES, DEFINA CADA UNO Y SU RELACIÓN DE TRANSMISIÓN. DIBUJA CADA UNO.

3. EN EL MISMO MAPA CONCEPTUAL DE TRES EJEMPLOS DONDE SE UTILICE CADA UNO DE LOS SISTEMAS DE TRANSMISIÓN VISTOS.

4. ¿QUE VENTAJAS Y DESVENTAJAS TIENE LOS SISTEMAS DE TRANSMISIÓN POR CORREA RESPECTO A LOS SISTEMAS DE TRANSMISIÓN POR CADENA Y PIÑONES?, EXPLICA. 5. ¿QUE ES UN SISTEMA MULTIPLICADOR Y REDUCTOR DEL

MOVIMIENTO. (EXPLÍCALO PARTIENDO DE LA RELACIÓN DE TRANSMISIÓN).

6. DE LOS SISTEMAS DE TRANSMISIÓN VISTOS CUALES NO INVIERTEN EL SENTIDO RE ROTACIÓN DE LA POLEA O PIÑÓN CONDUCIDO Y CUALES SI ?. EXPLICA.

7. EN UN SISTEMA DE TRANSMISIÓN POR POLEAS LA POLEA MOTRIZ N1 TIENE UN DIÁMETRO DE 15CM Y UNA VELOCIDAD DE GIRO DE 500 REVOLUCIONES POR SEGUNDO (RPM), ¿SI LA POLEA CONDUCIDA TIENE UN DIÁMETRO DE 30 CM, A

CUANTAS REVOLUCIONES POR SEGUNDO GIRARA LA

CONDUCIDA? ¿QUE TIPO DE SISTEMA ES (MULTIPLICADOR O

REDUCTOR)?.¿EL SENTIDO DE GIRO COMO SERIA?, ¿ SI LA POLEA MOTRIZ FUERA LA GRANDE (LA DE 30 CM ) Y LA CONDUCIDA DE 15 CM COMO CAMBIARIA EL SISTEMA? EXPLICA Y CALCULA.

8. PARA EL MISMO EJEMPLO ANTERIOR NO SE UTILIZA SISTEMA DE POLEAS POR CORREA SI NO RUEDA DENTADA ¿EN QUE VARÍAN LOS MOVIMIENTOS?, ¿CUAL SERIA SU RELACIÓN DE TRANSMISION?

9. PARA EL MISMO EJEMPLO DEL NUMERAL 7 , CALCULA LA VELOCIDAD PARA UN SISTEMA DE PIÑONES DE 15 Y 30 DIENTES.

10. EJERCICIO 1

¿EN QUÉ DIRECCIÓN GIRARÁ CADA UNO DE LOS PIÑONES CON

RESPECTO AL PIÑON A?:

SISTEMAS RUEDAS DE FRICCIÓN Y DE POLEAS CON Y SIN CORREA

SISTEMAS DE ENGRANAJE DENTADOS CON Y SIN CADENA

Invertir el sentido de giro

Empleando poleas y correas también es posible invertir el sentido de giro de los dos ejes sin más que cruzar las correas.

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CUESTIONARIO DE REPASO SEGUNDO BIMESTRE

OPERADORES MECÁNICOS

1.

¿QUE SE ENTIENDE POR OPERADOR MECÁNICO, DE

ALGUNOS EJEMPLOS?

2 QUE SE ENTIENDE POR UN OPERADOR MECÁNICO? 3 . ¿QUE ES UNA PALANCA?

4 HAGAUNDIAGRAMADELOSTRESTIPOSDEPALANCA

EXISTENTES Y MENCIONE SUS DIFERENCIAS

5 EXPLIQUE LA ECUACIÓN QUE RIGE LA LEY DE LA PALANCA 6. DIBUJA TRES EJEMPLOS DE CADA UNO DE LOS GÉNEROS DE LA PALANCA

7.

RESOLVER:

A. Calcula la fuerza que tenemos que hacer para mover el peso P con una palanca de primer grado. Sabemos que la distancia del peso (P) al punto de apoyo es 70 cm, la distancia de la fuerza al punto de apoyo es 140 cm y que el peso a mover es de 150 Kg.

B. Utilizando una barra de 2 m de larga como palanca de segundo grado, calcula la distancia a la que tenemos que poner un peso de 90 kg para moverlo con una fuerza de 15 kg.

C. 1. Con la carretilla de la figura queremos transportar dos sacos de cemento de 50 Kg cada uno. A partir de los datos dados en la figura responder a los apartados:

8 ¿QUE ES UNA POLEA Y CUALES SON SUS FUNCIONES? 9 REALIZA UN MAPA CONCEPTUAL DE LA CLASIFICACIÓN DE LAS POLEAS

10. ¿QUE ES LA VENTAJA MECÁNICA?

11. ¿Qué DIFERENCIA EXISTE ENTRE LA POLEA SIMPLE FIJA Y LA POLEA SIMPLE MÓVIL? DIBUJA LOS DOS SISTEMAS

12. ¿QUE ES UNA POLEA COMPUESTA? DIBUJA UN SISTEMA DE POLEAS COMPUESTA TRIPLICADOR Y CUADRIPLICADOR DE FUERZA.

13. ¿QUE ES UN SISTEMA DE POLEAS POLIPASTO Y UN SISTEMA DE POLEAS DEFERENCIALES? DIBÚJALOS

14. ¿CUAL ES LA ECUACIÓN QUE RIGE LAS POLEAS DIFERENCIALES? EXPLICA 15. RESOLVER:

A. UNA NIÑO REQUIERE ALZAR UN PESO 120 Kg, PERO ESTE TAN SOLO PUEDE EJERCER UNA FUERZA DE 40 Kg, ¿QUE

SISTEMA DE POLEAS DEBERÍA EMPLEAR PARA PODER ALZAR LOS $120 Kg CON FACILIDAD? DIBUJA EL SISTEMA Y EXPLICA. B. UNA GRÚA DE DRAGADO POSEE UN SISTEMA DE POLEAS DIFERENCIAL, SI SU MOTOR PUEDE EJERCER UNA FUERZA DE 1000 Kg Y LA POLEA MAYOR MIDE 1 METRO Y LA POLEA MENOR 0 ,5 METROS, ¿CUAL SERA EL PESO MÁXIMO QUE LA GRÚA PUEDE LEVANTAR?

b. Calcular la fuerza que hay tenemos que ejercer para poder tran sportar los sacos de cemento en la carretilla.

8 ¿QUE ES UNA POLEA Y CUALES SON SUS FUNCIONES? 9 REALIZA UN MAPA CONCEPTUAL DE LA CLASIFICACIÓN DE LAS POLEAS

10. ¿QUE ES LA VENTAJA MECÁNICA?

11. ¿Qué DIFERENCIA EXISTE ENTRE LA POLEA SIMPLE FIJA Y LA POLEA S IMPLE MÓVIL? DIBUJA LOS DOS SISTEMAS

12. ¿QUE ES UNA POLEA COMPUESTA? DIBUJA UN SISTEMA DE POLEAS COMPUESTA TRIPLICADOR Y CUADRIPLICADOR DE FUERZA.

13. ¿QUE ES UN SISTEMA DE POLEAS POLIPASTO Y UN SISTEMA DE POLEAS DEFERENCIALES? DIBÚJALOS

14. ¿CUAL ES LA ECUACIÓN QUE RIGE LAS POLEAS DIFERENCIALES? EXPLICA 15. RESOLVER:

A. UNA NIÑO REQUIERE ALZAR UN PESO 120 Kg, PERO ESTE

TAN SOLO PUEDE EJERCER UNA FUERZA DE 40 Kg, ¿QUE SISTEMA DE POLEAS DEBERÍA EMPLEAR PARA PODER ALZAR LOS $120 Kg CON FACI LIDAD? DIBUJA EL SISTEMA Y EXPLICA. B. UNA GRÚA DE DRAGADO POSEE UN SISTEMA DE POLEAS DIFERENCIAL, SI SU MOTOR PUEDE EJERCER UNA FUERZA DE 1000 Kg Y LA POLEA MAYOR MIDE 1 METRO Y LA POLEA MENOR 0 ,5 METROS, ¿CUAL SERA EL PESO MÁXIMO QUE LA GRÚA PUEDE LEVANTAR?

5

16 ¿QUE ES UNA POLEA DE TRANSMISIÓN, CUALES SON SUS FUNCIONES?

17. ¿QUE ES UN SISTEMA REDUCTOR VELOCIDAD Y UN

SISTEMA MULTIPLICADOR DE VELOCIDAD? EXPLIQUE A PARTIR DE LA RELACIÓN DE TRANSMISIÓN.

18 QUE ES UN SISTEMA DE ENGRANAJES O RUEDAS

DENTADAS, CUAL ES SU RELACIÓN DE TRANSMISIÓN SEGÚN EL NUMERO DE DIENTES DEL ENGRANAJE?

19. ¿QUE ES UN SISTEMA DE TRANSMISIÓN PO RUEDAS CILÍNDRICAS Y CUAL ES SU RELACIÓN DE TRANSMISIÓN? 20. ¿QUE ES UN SISTEMA DE PIÑÓN CREMALLERA? EXPLICA. 21. ¿QUE ES UN SISTEMA DE TRANSMISIÓN CÓNICA Y UN

SISTEMA DE TRANSMISIÓN CARDAN?

22. ¿QUE ES UN SISTEMA DE TRANSMISIÓN POR CADENA Y CUAL ES SU RELACIÓN DE TRANSMISIÓN?

23. ¿DE LOS SISTEMAS VISTOS ¿CUALES PROPORCIONAN INVERSIÓN DE SENTIDO DE GIRO Y CUALES NO ?EXPLICA 24 .MEDIANTE UN DIBUJO EXPLICA EL FUNCIONAMIENTO DE UNA BIELA-MANIVELA, CIGÜEÑAL, PISTÓN

25. DE LOS VIDEOS SUGERIDOS DEL FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA (GASOLINA O ACPM)

EXPLICA EL FUNCIONAMIENTO PARTIENDO DE LOS CUATRO TIEMPOS ADMISIÓN, COMPRESIÓN EXPLOSIÓN, EXPULSIÓN.

PROYECTO DE TECNOLOGÍA.

REALIZAR UN PROYECTO DE TECNOLOGÍA DONDE SE APLICAN LOS CONOCIMIENTOS DE OPERADORES MECÁNICOS.

LOS PROYECTOS SUGERIDOS SON:

PROYECTOS DE MECANISMOS http://www.youtube.com/watch?v=Uh_TIgGMV-Q http://www.youtube.com/watch?v=1yPBNLtDrAw&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=3WjQXIUSZlI&feature=fvwrel http://www.youtube.com/watch?v=vJoWDdkr1Tw&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=Z0XHtjRhjgE&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=0GjL_mcL8Ks http://www.youtube.com/watch?v=6a1wcP6od2Y&feature=fvwrel http://www.tecnologiajavier.es/3eso/t03mecanica/05mecanismos.html

GUIAS DE TRABAJO DE TEC NOLOGIA : OPERADORES MECANICOS GRADO: OCTAVO PROF. LUISA EUGENIA ORDUZ QUINTERO