Tema 1 MAQUINAS SIMPLES

Tema 1
MAQUINAS SIMPLES
Las máquinas simples son instrumentos o aparatos que aprovechan una fuerza para realizar un
trabajo.
Fuerza: es toda acción capaz de hacer cambiar el estado de movimiento o de reposo de un
objeto o de producir deformación en él.
Una fuerza puede:



Mover un objeto que estaba en reposo.
Detener un objeto que se encuentra en movimiento.
Cambiar la forma a un objeto. Por ej. : la plastilina.
Elementos de una fuerza




Módulo o magnitud: cantidad de fuerza que se aplica.
Dirección: es la orientación de la fuerza, puede ser vertical, horizontal, norte, sur, este u
oeste.
Sentido: es hacia donde se dirige la fuerza, hacia arriba, abajo, derecha o izquierda.
Punto de Aplicación: es el punto donde se aplica la fuerza.
Unidades de Fuerza
F= m . a
Sistema Internacional:
Newton (N) 1Kg m/s2
Dinas (D) 1g cm/s2
El Peso de un cuerpo en la tierra es la fuerza con que el planeta atrae al cuerpo hacia su
centro. Un objeto suspendido a cualquier altura cae si lo dejamos libre, hay una fuerza que
actúa sobre él.
g = 9.8 m/ s2
P = m. g
Clases de Fuerzas
Según el modo como ejercen las fuerzas, se pueden definir dos tipos:


A distancia: el cuerpo que ejerce la fuerza no está en contacto directo con el cuerpo que lo
recibe. Ejemplo: la fuerza con que el imán atrae una tuerca o pedazo de metal, la
aceleración de gravedad.
De contacto: el cuerpo que ejerce la fuerza está en contacto directo con el cuerpo que la
recibe.
Trabajo: es el desplazamiento o cambio producido por una fuerza o serie de fuerzas en el
espacio. Es decir, cuando una fuerza mueve, detiene o deforma un objeto se dice que se
realizó un trabajo.
Si dicha fuerza no produce cambios en el objeto entonces no se habrá realizado ningún trabajo.
ToW=Fxd
Por lo tanto la función básica de una máquina es simplemente la de ejercer sobre un cuerpo
una fuerza que ya se aplica
Las máquinas facilitan el trabajo diario al permitir hacer una labor en menos tiempo y con
menos esfuerzo.
Clases de Máquinas
Simples: Son máquinas que poseen un punto de apoyo. Los ejemplos son la palanca, la polea,
el plano inclinado, el torno, la tuerca, etc.
Compuestas: Son máquinas que están formadas por dos o más máquinas simples. Por
ejemplo: bicicleta, grúa, motor, etc.
Elementos de una Máquina Simple
1. Palanca
 Es la máquina más sencilla.
 Consiste en una barra rígida apoyada en un objeto que permite el balanceo.
 Sirven para levantar o desplazar objetos.
En toda máquina simple se pueden distinguir tres elementos:



Fuerza Motriz o Potencia: es la fuerza que se aplica para hacer funcionar una máquina.
constituye la distancia entre el punto de apoyo y la fuerza aplicada.
Punto de Apoyo: es el punto donde se apoyan el brazo de Potencia (P) y el Brazo de
Resistencia (R).
Brazo de Resistencia: es la distancia entre el punto de apoyo y el objeto de levantar o
resistencia.
P . Bp = R. Br
Tipos de Palanca
Se clasifican según la posición de la Potencia y B de resistencia, respecto al punto de apoyo.
 De primer género: el punto de apoyo está colocado entre la fuerza aplicada y la resistencia.
Ejemplos: tijera, alicate, tenazas y la balanza
En estas palancas el esfuerzo es menor a medida que el brazo de resistencia es más corto que
el brazo de potencia.
 De segundo género: el peso del cuerpo o resistencia está ubicado entre el punto de apoyo
y el punto de aplicación de la fuerza externa o potencia. Ejemplos: pie, cascanueces, guillotina,
carretilla, destapadores, brazo, etc.
 De tercer género: la fuerza aplicada está entre el punto de apoyo y la resistencia. Ejemplos:
pinzas de cejas, pinzas para hielo, bate.
2. Polea
Formada por un disco acanalado por la que se hace pasar un disco, cable, cadena o mecate
que gira alrededor de un eje central fijo y está sostenida por un porte llamado armadura.
Se pueden considerar varios tipos de poleas:
Poleas fijas: el punto de apoyo está en el eje y este no cambia de posición. La fuerza motriz P
es igual a la fuerza de resistencia R.
Palanca de 1er género.
Ejemplos: para sacar agua de los pozos, subir materiales de obras
Permite realizar el trabajo de forma más cómoda
Poleas móviles: el punto de apoyo está en la cuerda y no en el eje. Pueden presentarse
movimientos de rotación y traslación. Uno de los extremos de la cuerda está sujeto a un
soporte y el otro libre.
Palanca de 2do género.
Reducen de manera importante la potencia necesaria para levantar un objeto.
P es la mitad de R.
Polipastos: Combinación de poleas fijas y móviles.
Utilizadas en construcción, para levantar cargas pesadas, etc.
3. Torno
Compuesto por un cilindro atravesado por una barra fija que gira sobre un eje fijo, que
representa el apoyo y en cuyo extremo se aplica la potencia.
Sobre el cilindro se enrolla o desenrolla una cuerda que sostiene la resistencia.
Un torno posee varios elementos:


cilindro
manivela


cuerda
resistencia
El torno multiplica la fuerza aplicada, es decir, con una fuerza motriz P pequeña se pueden
vencer las fuerzas de resistencia muy grandes. Ejemplo: para sacar agua de pozos, subir
materiales de construcción, levantar anclas.
4. Plano Inclinado
Consiste en una superficie plana que forma un ángulo con la base.
Se utiliza para trasladar objetos pesados donde existe una diferencia de nivel, ya sea
deslizándolos o haciéndolos rodar.
P. l = R . h
5. Tornillo
Consta de dos partes: el Tornillo (pieza cilíndrica ranurada espiralmente) y la tuerca (con un
orifico central), donde encaja el tornillo.
Ejemplos: sacacorchos, tornillo/madera.
6. Cuña
Es un plano inclinado que tiene forma de triangular de base cuadrada, que se utiliza para dividir
cuerpos en dos con un mínimo de resistencia.
En la medida que la cuña sea más angosta es más efectiva. Ejemplos: hachas, espátulas,
cuchillos.
7. Engranajes
Son piezas generalmente cilíndricas provistas de dientesque encajan entre si, que transmiten
movimientos de un eje a otro. al mover un engranaje se mueven todos los demás. ejemplos:
cajas de cambio, relojes
Los brazos las piernas, los dedos, el torso y otras estructuras del cuerpo humano pueden
funcionar como máquinas simples.
Las máquinas transforman la energía por ejemplos las tijeras utilizan la energía de los
músculos del brazo y de la mano para realizar un corte y una licuadora transforma en
movimiento la energía eléctrica que recibe.