DOCUMENTO DE FÍSICA: MAQUINAS SIMPLES Y COMPUESTAS

DOCUMENTO DE FÍSICA: MAQUINAS SIMPLES Y COMPUESTAS

Se denominan máquinas a ciertos aparatos o dispositivos que se utilizan para transformar o compensar una fuerza resistente o levantar un peso en condiciones más favorables. Es decir, realizar un mismo trabajo con una fuerza aplicada menor, obteniéndose una ventaja mecánica. Esta ventaja mecánica comporta tener que aplicar la fuerza a lo largo de un recorrido (lineal o angular) mayor. Además, hay que aumentar la velocidad para mantener la misma potencia.

Máquinas Simples¿Qué es una máquina?

Las primeras máquinas eran sencillos sistemas que facilitaron a hombres y mujeres sus labores, hoy son conocidas como máquinas simples. La rueda, la palanca, la polea simple, el tornillo, el plano inclinado, el polipasto, el torno y la cuña son algunas máquinas simples. La palanca y el plano inclinado son las más simples de todas ellas. En general, las maquinas simples son usadas para multiplicar la fuerza o cambiar su dirección, para que el trabajo resulte más sencillo, conveniente y seguro. En una máquina simple se cumple la ley de la conservación de la energía: “la energía ni se crea ni se destruye; solamente se transforma”.

Conocida máquina simple: la palanca

Tipo de Máquinas Simples

1. Palancas: Una palanca es, en general, una barra rígida que puede girar alrededor de un punto fijo llamado punto de apoyo o fulcro. La fuerza que se aplica se suele denominar fuerza motriz o potencia y la fuerza que se vence se denomina fuerza resistente, carga o simplemente resistencia.

Tipo de palancas:

Dependiendo de dónde se ubique el punto de apoyo, podemos distinguir tres tipos de palancas:

a. Palancas de primer género: En este caso, si deseas levantar un objeto pesado con una palanca, debes empujar hacia abajo para que el objeto suba, es decir, el punto de apoyo se encuentra entre el objeto que se desea levantar y donde se aplica la fuerza. Al utilizar una palanca de primer tipo para levantar un objeto, aplicas una fuerza en uno de los extremos de la barra, en tanto que el cuerpo que vas a levantar se encuentra al otro extremo. Ahora, la fuerza que tú ejerces sobre uno de los extremos se denomina potencia (contrapeso), que es la responsable del giro de la palanca en torno al punto de apoyo lo que hace que la palanca se mueva. La fuerza que aparece en el extremo opuesto se denomina resistencia (carga), que es la que hay que vencer. Ejemplos: la pata de cabra, el balancín, los alicates, la balanza romana…

b. Palancas de segundo género: Se caracteriza porque la fuerza a vencer (resistencia) se encuentra entre el fulcro (punto de apoyo) y la fuerza a aplicar. Un buen ejemplo de esto lo constituyen las carretillas. En ellas, el punto de apoyo se encuentra en la rueda, y la fuerza se ejerce en los mangos, hacia arriba, para elevar la carga que está entre las ruedas y los mangos. Otros ejemplos son el cascanueces y la perforadora de hojas de papel.

c. Palancas de tercer género: el esfuerzo se sitúa entre la carga y el punto de apoyo. Estas palancas tienen desventajas mecánicas; es decir, es necesario aplicar muchas fuerzas para vencer poca resistencia. Con esto se consigue que el brazo de la resistencia siempre será mayor que el de la potencia, y en consecuencia, la potencia mayor que la carga.

2. Polea: La polea sirve para elevar pesos a una cierta altura. Consiste en una rueda por la que pasa una cuerda a la que en uno de sus extremos se fija una carga, que se eleva aplicando una fuerza al otro extremo. Su función es doble, puede disminuir una fuerza, aplicando una menor, o simplemente cambiar la dirección de la fuerza. Si consta de más de una rueda, la polea amplifica la fuerza. Se usa, por ejemplo, para subir objetos a los edificios o sacar agua de los pozos.

Polea simple

Las poleas pueden presentarse de varias maneras:

Polea fija: solo cambia la dirección de la fuerza. La polea está fija a una superficie.

Polea móvil: se mueve junto con el peso, disminuye el esfuerzo al 50%.

Polea pasto, polipasto o aparejo: Formado por tres o más poleas en línea o en paralelo, se logra una disminución del esfuerzo igual al número de poleas que se usan.

3. Polipasto: Se llama polipasto a un mecanismo que se utiliza para levantar o mover una carga aplicando un esfuerzo mucho menor que el peso que hay que levantar. Estos mecanismos se utilizan mucho en los talleres o industrias que manipulan piezas muy voluminosas y pesadas porque facilitan la manipulación, elevación y colocación de estas piezas pesadas, así como cargarlas y descargarlas de los camiones que las transportan. Suelen estar sujetos a un brazo giratorio que hay acoplado a una máquina, o pueden ser móviles guiados por ríeles colocados en los techos de las naves industriales. Los polipastos tienen varios tamaños o potencia

...