LAS MAQUINAS

LAS MÁQUINAS

Son dispositivos, instrumentos, aparatos o sistemas, que favorecen la utilización de las fuerzas, que se emplean para facilitar la realización del trabajo.

CLASES DE MÁQUINAS

Según su complejidad, de uno o más puntos de apoyo, las maquinas se clasifican en dos grupos:

Máquinas simples: son maquinas que poseen un solo punto de apoyo, las maquinas simples varían según la ubicación de su punto de apoyo.

Máquinas compuestas: son maquinas que están conformadas por dos o más maquinas simples.

ELEMENTOS DE UNA MÁQUINA SIMPLE

Las maquinas emplean en su funcionamiento, tres elementos fundamentales:

Punto de apoyo: es el punto sobre el cual se apoya o se mueve la maquina, también llamado fulcro, punto de eje o superficie sobre la cual se apoyan los dos próximos elementos.

Fuerza motriz o potencia (Fp): es la fuerza que se aplica para hacer funcionar la maquina.

Fuerza de resistencia (Fr): es la fuerza que hay que vencer para mover o deformar un cuerpo.

Otros elementos que deben considerar en el rendimiento de las maquinas son:

La distancia entre el punto en el que se aplica la potencia y el punto en el que se realiza el apoyo.

La distancia entre el punto de apoyo y el punto de aplicación de la resistencia.

CARACTERÍSTICAS DE LAS MÁQUINAS

Todas las maquinas presentan las siguientes características:

Producen la transformación de la energía que reciben-

Utilizan la energía para funcionar.

La energía que reciben para su funcionamiento no es aprovechada completamente, debido a que a que parte de esta se pierde en la fricción o roce.

LA VENTAJA MECÁNICA DE LAS MÁQUINAS SIMPLES

Se define como ventaja mecánica (VM) de una maquina simple la relación que existe entre la fuerza resistente (Fr) y la fuerza motriz (Fp); dicha relación se expresa matemáticamente así:

VM = F resistente / F motriz

Esta relación mide la eficacia de la maquina simple, en el sentido de que cuanto mayor sea el resultado, mayor será la eficiencia de la maquina simple. Así por ejemplo, una VM = 2, significa que una maquina permite realizar un determinado trabajo con la mitad del esfuerzo requerido si se fuese hacer sin la maquina. Si el resultado o división de la ventaja es menor que uno, entonces la maquina no es eficiente, ya que realiza un mayor esfuerzo para realizar el trabajo.

TIPOS DE MÁQUINAS SIMPLES

Existen diferentes tipos de maquinas simples tales como las que se destacan a continuación:

La palanca: es una maquina simple formada por una barra rígida que se apoya en un punto alrededor del cual pueda girar. En otras palabras la palanca es una barra rígida apoyada en un punto sobre la cual se aplica una fuerza en un extremo, para obtener una fuerza mayor en el otro. Las palancas sirven para elevar o desplazar objetos, romper objetos muy duros, impulsar embarcaciones, etc. Algunos ejemplos de palancas son alicates, tijeras, tenazas, carretillas, pinzas.

Elementos de una palanca:

El brazo de potencia: es la distancia que hay entre el punto donde se aplica la fuerza motriz (Fp) y el punto de apoyo (A).

El brazo de resistencia: es la distancia que hay entre la fuerza resistente (Fr) y el punto de apoyo (A).

Clases de palancas: de acuerdo con la posición de la fuerza motriz (Fp) y de la fuerza resistente (Fr) con respecto al punto de apoyo (A), se consideran tres clases:

Palancas de primer género o ínter-móviles: es aquella en la que el punto de apoyo (A) esta situado entre la potencia o fuerza motriz (Fp) y la fuerza de resistencia (Fr).

Palancas de segundo género o ínter-resistentes: es aquella en la que la resistencia o peso (Fr) del cuerpo esta ubicado entre el punto de apoyo (A) y el punto de aplicación (Fp) de la fuerza.

Palancas de tercer género o Inter-potentes: son las que tienen la fuerza resistente (Fr) entre el punto de apoyo (A) y la fuerza motriz (Fp).

La ley de equilibrio de la palanca: esta ley establece que una palanca esta en equilibrio cuando la fuerza motriz o potencia, multiplicada por el brazo de la potencia, es igual a la fuerza de resistente, multiplicada por el brazo de la resistencia. En otras palabras:

Fp x bp = Fr x br

De esta igualdad podemos deducir que para una fuerza resistente y brazo de resistencia constante, mientras mayor sea el brazo de potencia menor es la fuerza motriz o potencia necesaria para lograr el equilibrio de la palanca.

De la ley del equilibrio de la palanca podemos despejar y obtener las formulas para el cálculo de los distintos elementos que forman dicha ley:

Fp = Fr x br ; bp = Fr x br ; Fr = Fp x bp; br = Fp x bp.

bp Fp br Fr

El plano inclinado: el plano inclinado o rampa es una maquina simple que consiste en una superficie plana, que forma un ángulo con la horizontal. En el caso de los planos inclinados que se apoyan en un piso, dicho piso representa una horizontal. En el plano inclinado es la maquina mas simple que se puede construir y se utiliza para levantar objetos pesados, ya sea deslizándolos o haciéndolos rodar sobre el plano inclinado. En el plano inclinado la fuerza motriz es la fuerza con la cual se hace subir el objeto y la fuerza de resistencia es el peso de dicho objeto. En todo plano inclinado, el producto de la fuerza motriz por la longitud (l) del plano es igual al producto del peso del cuerpo (fuerza de resistencia) por la altura (h) a la cual se sube:

Fm = Fr x h

Por consiguiente para una fuerza

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