Máquina Simple
Este elemento es una ampliación de los cursos y guías de Lawi. Ofrece hechos, comentarios y análisis sobre este tema. [aioseo_breadcrumbs]
Máquina Simple
Máquina simple hace referencia a cualquiera de los diversos dispositivos con pocas o ninguna pieza móvil que se utilizan para modificar el movimiento y la magnitud de una fuerza con el fin de realizar un trabajo. Son los mecanismos más sencillos conocidos que pueden utilizar la palanca (o ventaja mecánica) para aumentar la fuerza. Las máquinas simples son el plano inclinado, la palanca, la cuña, la rueda y el eje, la polea y el tornillo.
El plano inclinado
Un plano inclinado consiste en una superficie inclinada; se utiliza para elevar cuerpos pesados. El plano ofrece una ventaja mecánica, ya que la fuerza necesaria para subir un objeto por la pendiente es menor que el peso que se eleva (descontando el rozamiento). Cuanto mayor sea la pendiente, o la inclinación, más se acercará la fuerza necesaria al peso real. Expresado matemáticamente, la fuerza F necesaria para subir un bloque D por un plano inclinado sin rozamiento es igual a su peso W por el seno del ángulo que forma el plano inclinado con la horizontal (θ). La ecuación es F = W sin θ.
El principio del plano inclinado se utiliza ampliamente, por ejemplo, en rampas y caminos de retorno, donde una pequeña fuerza que actúa durante una distancia a lo largo de una pendiente puede hacer una gran cantidad de trabajo.
La palanca
Una palanca es una barra o tabla que se apoya en un soporte llamado fulcro. Una fuerza descendente ejercida en un extremo de la palanca puede ser transferida y aumentada en dirección ascendente en el otro extremo, permitiendo que una pequeña fuerza levante un gran peso.
Todos los pueblos primitivos utilizaron la palanca de alguna forma, por ejemplo, para mover piedras pesadas o como palos de excavación para el cultivo de la tierra. El principio de la palanca se utilizó en el swape, o shadoof, una palanca larga pivotada cerca de un extremo con una plataforma o recipiente de agua colgando del brazo corto y contrapesos unidos al brazo largo. Un hombre podía levantar varias veces su propio peso tirando hacia abajo del brazo largo. Se dice que este dispositivo se utilizó en Egipto y la India para elevar el agua y levantar a los soldados por encima de las almenas ya en el año 1500 a.C.
La cuña
Una cuña es un objeto que se estrecha hasta tener un borde fino. Al empujar la cuña en una dirección se crea una fuerza en dirección lateral. Suele ser de metal o de madera y se utiliza para partir, levantar o apretar, como para asegurar la cabeza de un martillo en su mango.
La cuña se utilizaba en la prehistoria para partir troncos y rocas; un hacha también es una cuña, al igual que los dientes de una sierra. Desde el punto de vista de su función mecánica, el tornillo puede considerarse como una cuña envuelta en un cilindro.
La rueda y el eje
La rueda y el eje están formados por una estructura circular (la rueda) que gira sobre un eje o varilla (el eje).Entre las Líneas En su forma más primitiva se utilizaba probablemente para elevar pesos o cubos de agua de los pozos.
Su principio de funcionamiento se explica mejor mediante un dispositivo con un engranaje grande y otro pequeño unidos al mismo eje. La tendencia de una fuerza, F, aplicada en el radio R del engranaje grande para girar el eje es suficiente para superar la fuerza mayor W en el radio r del engranaje pequeño. La amplificación de la fuerza, o ventaja mecánica, es igual a la relación de las dos fuerzas (W:F) y también a la relación de los radios de los dos engranajes (R:r).
Si los engranajes grandes y pequeños se sustituyen por tambores de diámetro grande y pequeño que se envuelven con cuerdas, la rueda y el eje pasan a ser capaces de levantar pesos. El peso que se eleva se sujeta a la cuerda en el tambor pequeño, y el operador tira de la cuerda en el tambor grande.Entre las Líneas En esta disposición, la ventaja mecánica es el radio del tambor grande dividido por el radio del tambor pequeño. Se puede obtener un aumento de la ventaja mecánica utilizando un tambor pequeño con dos radios, r1 y r2, y un bloque de poleas. Cuando se aplica una fuerza al tambor grande, la cuerda del tambor pequeño se enrolla en D y sale de d.
Una medida de la amplificación de la fuerza disponible con el sistema de polea y cuerda es la relación de velocidad, o la relación entre la velocidad a la que se aplica la fuerza a la cuerda (VF) y la velocidad a la que se eleva el peso (VW). Esta relación es igual al doble del radio del tambor grande dividido por la diferencia de los radios de los tambores más pequeños D y d. Expresada matemáticamente, la ecuación es VF/VW = 2R/(r2 – r1). La ventaja mecánica real W/F es menor que esta relación de velocidad, dependiendo de la fricción. Se puede obtener una ventaja mecánica muy grande con esta disposición haciendo que los dos tambores más pequeños D y d tengan un radio casi igual.
La polea
Una polea es una rueda que lleva una cuerda flexible, un cordón, un cable, una cadena o una correa en su llanta. Las poleas se utilizan solas o combinadas para transmitir energía y movimiento. Las poleas con llantas acanaladas se denominan poleas.Entre las Líneas En la transmisión por correa, las poleas se fijan a los ejes en sus ejes, y la energía se transmite entre los ejes por medio de correas sin fin que pasan por las poleas.
Una o varias poleas que giran independientemente pueden utilizarse para obtener ventajas mecánicas, especialmente para levantar pesos. Los ejes sobre los que giran las poleas pueden fijarse a bastidores o bloques, y una combinación de poleas, bloques y cuerda u otro material flexible se denomina bloque y aparejo. Se dice que el matemático griego Arquímedes (siglo III a.C.) utilizó poleas compuestas para arrastrar un barco a tierra firme.
El tornillo
Un tornillo es un miembro cilíndrico, generalmente circular, con una nervadura helicoidal continua, que se utiliza como elemento de fijación o como modificador de la fuerza y el movimiento.
Aunque el filósofo pitagórico Arquitas de Tarento (siglo V a.C.) es el supuesto inventor del tornillo, el período exacto de su primera aparición como dispositivo mecánico útil es oscuro. La invención del tornillo de agua suele atribuirse a Arquímedes, pero existen pruebas de un dispositivo similar utilizado para el riego en Egipto en una fecha anterior. La prensa de tornillo, probablemente inventada en Grecia en el siglo I o II a.C., se utilizaba desde la época del Imperio Romano para prensar la ropa.Entre las Líneas En el siglo I a.C. se utilizaban tornillos de madera en las prensas de vino y aceite de oliva, y se usaban cortadores (grifos) para cortar las roscas internas.
Basado en la experiencia de varios autores, mis opiniones, perspectivas y recomendaciones se expresarán a continuación (o en otros lugares de esta plataforma, respecto a las características en 2026 o antes, y el futuro de esta cuestión):
Los tornillos de cabeza y de máquina se utilizan para sujetar piezas de máquinas, ya sea cuando una de las piezas tiene un orificio roscado o junto con una tuerca. Estos tornillos se estiran cuando se aprietan, y la carga de tracción creada sujeta las piezas entre sí. El tornillo prisionero encaja en un orificio roscado de una pieza; cuando se aprieta, la punta en forma de copa se presiona contra una pieza de contacto (normalmente un eje) e impide el movimiento relativo. Los tornillos autorroscantes forman o cortan las roscas de acoplamiento desplazando el material adyacente a un orificio piloto para que fluya alrededor del tornillo.
Los tornillos para madera se fabrican en una amplia variedad de diámetros y longitudes; cuando se utilizan los tamaños más grandes, se perforan agujeros piloto para evitar partir la madera. Los tirafondos son tornillos grandes para madera que se utilizan para sujetar objetos pesados a la madera. Las cabezas son cuadradas o hexagonales.
Los tornillos que modifican la fuerza y el movimiento se conocen como tornillos de potencia. Un martinete convierte el par de torsión (momento de giro) en empuje. El empuje (normalmente para levantar un objeto pesado) se crea girando el tornillo en una tuerca fija. Al utilizar una barra larga para girar el tornillo, una pequeña fuerza en el extremo de la barra puede crear una gran fuerza de empuje. Las mesas de las piezas de trabajo de las máquinas herramienta se mueven linealmente sobre guías mediante tornillos que giran en cojinetes en los extremos de las mesas y se acoplan con tuercas fijadas al bastidor de la máquina. Se puede obtener una conversión similar de par a empuje girando un tornillo axialmente fijo para accionar una tuerca rotativamente fija a lo largo del tornillo o girando una tuerca axialmente fija para accionar un tornillo rotativamente fijo a través de la tuerca.
📬Si este tipo de historias es justo lo que buscas, y quieres recibir actualizaciones y mucho contenido que no creemos encuentres en otro lugar, suscríbete a este substack. Es gratis, y puedes cancelar tu suscripción cuando quieras: Qué piensas de este contenido? Estamos muy interesados en conocer tu opinión sobre este texto, para mejorar nuestras publicaciones. Por favor, comparte tus sugerencias en los comentarios. Revisaremos cada uno, y los tendremos en cuenta para ofrecer una mejor experiencia.Datos verificados por: Brite
[rtbs name=”politicas”] [rtbs name=”controversias-contemporaneas”]
Recursos
[rtbs name=”informes-jurídicos-y-sectoriales”][rtbs name=”quieres-escribir-tu-libro”]Traducción al Inglés
Traducción al inglés de Máquina simple: Simple machine
Véase También
Bibliografía
▷ Esperamos que haya sido de utilidad. Si conoces a alguien que pueda estar interesado en este tema, por favor comparte con él/ella este contenido. Es la mejor forma de ayudar al Proyecto Lawi.
Dos ejemplos de palancas pueden ser las siguientes: Una palanca, apoyada y girando libremente sobre un punto de apoyo f, multiplica una fuerza descendente F aplicada en el punto a de forma que puede superar la carga P ejercida por la masa de la roca en el punto b. Si, por ejemplo, la longitud af es cinco veces bf, la fuerza F se multiplicará cinco veces. (Derecha) Un cascanueces es esencialmente dos palancas conectadas por una junta de pasador en un punto de apoyo f. Si af es tres veces bf, la fuerza F ejercida por la mano en el punto a se multiplicará tres veces en b, superando fácilmente la resistencia a la compresión P de la cáscara de nuez.
Disposiciones de rueda y eje es algo dificil de explicar sin imagenes, pero aquí va: Con un engranaje grande y un engranaje pequeño unidos al mismo eje, o eje, una fuerza F aplicada en el radio R del engranaje grande es suficiente para vencer la fuerza mayor W en el radio r del engranaje pequeño, haciendo girar el eje. (B) En una disposición de tambor y cuerda capaz de elevar pesos, se puede utilizar un tambor grande de radio R para hacer girar un tambor pequeño. Se puede obtener un aumento de la ventaja mecánica utilizando el tambor grande para hacer girar un tambor pequeño de dos radios, así como un bloque de poleas. Cuando se aplica una fuerza F a la cuerda enrollada alrededor del tambor grande, la cuerda enrollada alrededor del tambor pequeño de dos radios se enrolla fuera de d (radio r1) y sobre D (radio r2). La fuerza W sobre el radio de la polea P se vence fácilmente, y el peso adjunto se levanta.