ACTIVIDADES REFUERZO EDUCATIVO TECNOLOGÍA 1º DE LA

ACTIVIDADES REFUERZO EDUCATIVO
TECNOLOGÍA 1º DE LA ESO
Los alumnos que no han alcanzado a lo largo del curso tendrán que realizar unos ejercicios
para su realización durante el verano que tendrán que entregar el día 1Septiembre de 2015día
fijado para la realización de la prueba objetiva de septiembre. Será una prueba escrita que
contendrá ejercicios como los realizados durante el verano y alguna pregunta teórica sobre
definiciones.
Los criterios de calificación serán los marcados en la programación
La calificación final que se obtendrá vendrá dada en un 80% por la nota de la prueba y el 20%
restante se obtendrá de los trabajos realizados durante el verano.
Ejercicios y apuntes:
Unidad 1.- MATERIALES. - MADERA Y METALES
- Se adjunta en la página web del colegio (www.colegioalfonsoxii.com) documento con
apuntes y actividades a realizar
Unidad 2.- ESTRUCTURAS Y MECANISMOS
- Se adjunta en la página web del colegio (www.colegioalfonsoxii.com documento con
apuntes y actividades a realizar
Unidad 3.- ELECTRCIDAD
- En el siguiente enlace:
http://www.portaleso.com/portaleso/trabajos/tecnologia/ele.yelectro/elec1.swf
Se adjunta una teoría y a continuación un test (hay que entregar las respuestas copiadas a
mano, sólo las respuestas)
Unidad 4.- PROGRAMACIÓN
- Utilizando la herramienta online SCRATCH (https://scratch.mit.edu/) Realiza un juego que
cumpla unos requisitos mínimos: desplazar un objeto por la pantalla con la ayuda de las teclas
(uso de los bloques eventos y movimientos) y utilizar varios escenarios (fondos) y varios
disfraces. Debes registrarte para poder guardar el proyecto realizado.
San Lorenzo del Escorial, a 23 de Junio, 2015
Materiales y herramientas de uso
técnico. La madera y los metales.
Índice
1 INTRODUCCIÓN
2 RECURSOS NATURALES
3 MATERIAS PRIMAS
4 MATERIALES DE USO TÉCNICO
5 PRODUCTOS TECNOLÓGICOS
6 LA MADERA
6.1 Propiedades y características de la madera
6.2 Tipos de maderas
6.3 Derivados de la madera
6.4 La madera y el medio ambiente
7 LOS METALES
7.1 Propiedades y características de los metales
7.2 Tipos de metales
7.3 Los metales y el medio ambiente
8 FILOSOFÍA DE LAS TRES R`s
9 ACTIVIDADES
Resumen
¿Sabes con qué materiales se fabrica una nave aeroespacial? ¿Y los fuegos artificiales? ¿Y la mochila
que usas para ir al instituto?
En esta unidad aprenderemos con qué materiales se fabrican los objetos tecnológicos que usamos a diario y de
donde se obtienen esos materiales. Aprenderemos el proceso que siguen esos materiales, primero como recursos
naturales y materias primas, y después como materiales para al final convertirse en objetos o productos
tecnológicos. Después pondremos especial atención en la madera y los metales, para aprender de dónde se
obtienen, sus propiedades y tipos y veremos que se utilizan para infinidad de aplicaciones en la actualidad. Para
para terminar reflexionaremos sobre la importancia de cuidar el medio ambiente con la filosofía de las tres R´s.
En el taller podemos hacer la práctica: Muestrario de herramientas para el trabajo con madera y metales, con la
que aprenderás a identificar las herramientas del taller, la forma de utilizarlas y las precauciones que hay que
tener en cuenta para utilizarlas de forma segura.
Tecnologías 1ºESO
Materiales y herramientas de uso técnico. La madera y los metales.
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1 INTRODUCCIÓN
El hombre a lo largo de la historia ha utilizado la naturaleza para satisfacer sus necesidades y
mejorar sus condiciones de vida. Para ello ha fabricado multitud de objetos tecnológicos que le
permiten vivir mejor y con mayor comodidad. Estos objetos tecnológicos no estaban como
tales en la naturaleza sino que los hemos fabricado.
En esta unidad veremos cómo el hombre ha utilizado los recursos naturales para extraer las
materias primas que luego ha transformado en materiales de uso técnico y finalmente
mediante el proceso de elaboración ha obtenido los productos tecnológicos. Observa el
proceso en este esquema:
Veamos ahora algunos ejemplos de productos tecnológicos y el proceso por el que pasan
hasta llegar a serlo:
Recurso natural
Materia
prima
Materiales de uso
técnico
Productos
tecnológicos
Árbol
Madera
Tablones, listones …
Sillas, mesas …
Oveja
Lana
Hilos y ovillos de lana
Bufanda, jersey ...
Pozos de petróleo
Petróleo
Plásticos
Bolígrafo, carpeta …
2 RECURSOS NATURALES
Los recursos naturales son aquellos recursos
que se encuentran en la naturaleza sin que el
hombre los haya modificado, pero que son
útiles y tienen valor para él, porque permiten el
desarrollo y el bienestar de la sociedad.
Ejemplos: árboles, bosques, minas, canteras,
pozos de petróleo y gas natural, animales, etc.
Cantera en Urbasa (Navarra)
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Materiales y herramientas de uso técnico. La madera y los metales.
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3 MATERIAS PRIMAS
Las materias primas son materias que se extraen directamente de la naturaleza (recursos
naturales) y que son útiles y tienen valor para el hombre.
Las materias primas se clasifican según su origen en tres grandes grupos:
•
Materias primas de origen animal: se
obtienen de animales a los que se cría.
Algunos ejemplos de este tipo de materias
primas son: la lana (de la oveja), la seda
(del gusano de seda), las pieles (de la
vaca), etc.
•
Materias primas de origen vegetal: se
obtienen de las plantas, mediante
recolección después de su plantación.
Pertenecen a este tipo: el algodón (se
recolecta de la planta del algodón), la
madera (de los árboles), el lino (de la planta
del lino), el corcho (de la corteza del
alcornoque), etc.
•
Materias primas de origen mineral: se
extraen de canteras, minas, o pozos. Son
de origen mineral la arena, el mármol, el
mineral de hierro, el mineral de cobre, el
petróleo, la pizarra, etc.
Esquileo en Puebla de la Sierra (Madrid)
4 MATERIALES DE USO TÉCNICO
Los materiales de uso técnico son los materiales que se obtienen a partir de las materias
primas por el proceso llamado transformación y que son útiles y tienen valor para el hombre.
Algunos ejemplos de materiales de uso técnico son: el papel (de la transformación de la
madera), el plástico (de la transformación del petróleo), el cobre (de la transformación de los
minerales de cobre), el vidrio (de la transformación de la arena), el hierro y el acero (de la
transformación del mineral de hierro en los altos hornos), etc.
Los materiales de uso técnico más utilizados se clasifican en seis grupos:
1. Materiales de maderas: se obtienen de la parte leñosa de los árboles. Pueden ser de
dos tipos:
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Materiales y herramientas de uso técnico. La madera y los metales.
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•
naturales (pino, roble, haya, cerezo, etc.)
•
prefabricadas (contrachapado, aglomerado, tableros de fibras).
2. Materiales plásticos: se obtienen a partir del petróleo. Ejemplos: celofán, PVC, etc.
3. Materiales metálicos: se obtienen de los minerales metálicos. Hay de dos tipos:
•
los que contienen hierro o ferrosos (hierro, acero y fundición)
•
los que no contienen hierro o no ferrosos (aluminio, cobre, plata, plomo, estaño,
etc.)
4. Materiales pétreos: se obtienen a partir de los minerales de las rocas. Ejemplos: vidrio,
yeso, cemento, pizarra, etc.
5. Materiales cerámicos: se obtienen cociendo arcilla a altas temperaturas en un horno.
Ejemplos: cerámica y porcelana.
6. Materiales textiles: son de dos tipos:
•
Naturales: se obtienen a partir de animales y plantas como los hilos de lana,
seda, algodón o lino
•
Artificiales: se obtienen en transformaciones industriales, principalmente del
petróleo, como los hilos de nailon, la licra o el poliéster.
5 PRODUCTOS TECNOLÓGICOS
Los productos tecnológicos son los objetos fabricados o elaborados por el hombre a partir
de los materiales de uso técnico para satisfacer sus necesidades y mejorar su calidad de vida.
Hay muchísimos ejemplos que utilizamos a diario: libros (se fabrican con papel), botellas (se
fabrican con vidrio o plástico), mesas y sillas (se fabrican con madera, acero, aluminio o
plástico), etc.
Siguiendo la misma clasificación que hemos utilizado para los materiales tendremos:
1. Productos de maderas: muebles, puertas, ventanas, papel, cartón, etc.
2. Productos plásticos: botellas, bolígrafos, carpetas, envases, etc.
3. Productos metálicos: máquinas, coches, estructuras, herramientas, etc.
4. Productos pétreos: botellas de vidrio, escayola, baldosas de mármol, etc.
5. Productos cerámicos: tejas, ladrillos, azulejos, baldosas, vajillas, etc.
6. Productos textiles: pantalones, chaquetas, abrigos, ropa, colchas, manteles, cortinas,
tapicerías, etc.
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Materiales y herramientas de uso técnico. La madera y los metales.
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Maderas
Plásticos
Metálicos
E sca lera
Inver na der ose n C ab o de G at a (A lm e r ía
H err am ie nt as
Pétreos
Cerámicos
Textiles
Ma ceta y b a la ust ra d a
Pla tos, ta z a y b aldos a s c erá m ica s
C a m iseta y b uf an d a
6 LA MADERA
La madera es una materia prima de origen vegetal. Se obtiene del tronco de los árboles, tras
quitarles la corteza. Está formada por fibras de celulosa y lignina. La celulosa le
proporciona flexibilidad mientras que la lignina le proporciona dureza y rigidez.
Durante su crecimiento se forman anillos en el tronco, cada anillo corresponde a un año de
vida del árbol. Tiene una estructura formada por fibras estrechas y largas que se observan a
simple vista, llamadas vetas.
6.1
Propiedades y características de la madera
1. Resistencia mecánica: es la resistencia de la madera a los esfuerzos mecánicos
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Materiales y herramientas de uso técnico. La madera y los metales.
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(tracción, compresión, flexión, torsión y cizalla). En general es buena, pero depende de
las vetas y la dirección en que se apliquen las fuerzas.
2. Debido a esta estructura de vetas, la resistencia de la madera será más grande o más
pequeña según la dirección en que se apliquen las fuerzas o esfuerzos mecánicos
3. Aunque existen muchos tipos de
maderas según el
árbol
de
procedencia, en general son blandas.
4. La madera es fácil de trabajar con
herramientas sencillas.
5. Es buen aislante térmico (del calor),
eléctrico (de
la
electricidad)
y
acústico (del sonido), por lo que se
emplea mucho en construcción.
6. En general tiene densidad baja por lo
que flota en el agua.
7. Arde con facilidad, por lo que se utiliza como combustible.
8. La madera es una materia prima renovable, es decir, se regenera y nacen nuevos
árboles. Sin embargo, debido a que los bosques tardan mucho tiempo en regenerarse,
la tala indiscriminada de árboles puede hacer que desaparezcan.
9. La madera es biodegradable, es decir, se descompone de forma natural con el tiempo,
por lo que no es contaminante para el medio ambiente.
10. La madera es reciclable, ya que se pueden emplear productos de madera ya
desechados para la fabricación de nuevos productos. Por ejemplo, la fabricación de
papel usando muebles viejos.
6.2
Tipos de maderas
6.2.1
Maderas naturales
Proceden directamente del tronco de los árboles. Tras la tala y el descortezado, el tronco se
corta en forma de tablas o tablones. Posteriormente dichos tablones pueden encolarse para
hacer tableros más grandes.
Las maderas naturales se emplean en la fabricación de muebles de calidad, puertas y
ventanas o estructuras de casas y se clasifican en duras y blandas, según el árbol del que se
obtienen:
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Materiales y herramientas de uso técnico. La madera y los metales.
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•
•
Maderas duras
•
Proceden de árboles de crecimiento lento
por lo que desarrollan troncos muy gruesos
y compactos.
•
Aplicaciones: se utilizan para la fabricación
de muebles y elementos de construcción
(puertas, ventanas, suelos, vigas).
•
Ejemplos: caoba, roble, nogal,
almendro, ébano, teca, olivo.
cerezo,
Maderas blandas
•
Proceden de árboles de crecimiento rápido,
por lo que sus troncos son menos
compactos y más fáciles de trabajar.
•
Aplicaciones: se utilizan en carpintería,
embalajes, revestimientos, muebles.
•
Ejemplos: pino, abeto, chopo, tilo, álamo.
6.2.2
Almendro en el Valle de Liébana (Cantabria)
Maderas artificiales o prefabricadas
Son maderas elaboradas a partir de restos de maderas naturales. Resultan más baratas que
las naturales, son fáciles de trabajar y se comercializan en tableros de diversos tamaños,
aunque son de peor calidad. Las maderas prefabricadas más empleadas son:
•
•
Madera contrachapada
•
Formada por chapas delgadas de madera encoladas entre sí y prensadas.
•
Es la madera empleada en marquetería, fabricación de muebles (mesas,
armarios, fondos de cajones.) y en construcción (paneles, paredes, encofrados).
Madera aglomerada
•
Formada por virutas de madera encoladas y prensadas.
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•
•
Se emplean para hacer muebles, sobre todo de cocina, y en construcción
(tabiques y paneles).
Tableros de fibras
•
Formados por fibras de madera (obtenidas por molido de las astillas) que se
comprimen y pegan mediante una resina.
•
Se utilizan en carpintería, muebles (de cocina y de baño, en especial para las
puertas en relieve), molduras y construcción (tabiques, prefabricados, suelos).
Contrachapado
6.3
•
Aglomerado
Tableros de f ibras
Derivados de la madera
Papel
Como ya hemos explicado, la madera está formada por fibras de celulosa y lignina. Para
fabricar papel tendremos que separarlas y quedarnos con la celulosa.
•
Procesodefabricacióndelpapel:
1. Primero se realiza la tala de los árboles.
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Materiales y herramientas de uso técnico. La madera y los metales.
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2. Después, en el descortezado se quita la corteza de los troncos de madera.
3. En tercer lugar, se tritura la madera (triturado) y se mezcla con agua y productos
químicos que separan la lignina, dejando así la pasta de celulosa libre.
4. La pasta de celulosa pasa después por el proceso de lavado y blanqueado para
mejorar su aspecto, utilizando para ello también productos químicos.
5. A continuación, la pasta líquida se prensa, seca y alisa haciéndola pasar por
unos rodillos y se obtiene en una banda de papel que se recoge en grandes rollos
o bobinas (bobinado).
6. Finalmente, se fabrican con estos rollos de papel muchísimos objetos: folios,
cuadernos, libros, etc.
•
Inconvenientes:
•
Este proceso supone un gran consumo de madera, para fabricar 1000Kg
de papel se consumen 2400Kg de madera (unos 17 árboles).
•
Además se deben emplear productos químicos altamente contaminantes
(como el cloro).
Por estas razones es muy importante reciclar el papel
•
Cartón
Está formado por varias capas de papel, que al ser compactadas hacen de él un material más
duro que el papel.
El cartón más utilizado es el cartón ondulado, compuesto por una lámina interior de papel con
forma de ondas y reforzado por dos láminas exteriores lisas que se pegan a la ondulada con
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Materiales y herramientas de uso técnico. La madera y los metales.
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cola. Se emplea principalmente en embalajes, ya que se caracteriza por ser ligero y resistente.
6.4
La madera y el medio ambiente
Como ya hemos estudiado, la madera es biodegradable, por lo que no contamina; es
renovable, es decir, se puede regenerar plantando nuevos árboles; además, es reciclable, ya
que se pueden volver a fabricar productos y derivados de la madera con la ya utilizada.
Entonces, ¿qué problema tiene para el medio ambiente?
El problema es el uso que hacemos de ella. Por ejemplo, la tala indiscriminada de árboles lleva
a la deforestación, ya que los árboles tardan mucho en regenerarse. La deforestación
provoca un empobrecimiento del suelo (desiertos), aumento del efecto invernadero y
desequilibrio en el ecosistema. La forma de evitarlo es realizar talas controladas en los
bosques y plantar al mismo tiempo más árboles.
Además, en algunos procesos industriales que se realizan con la madera, por ejemplo en la
fabricación de papel, se usan productos químicos muy contaminantes. Se puede resolver
usando productos biodegradables que no sean contaminantes.
Y nosotros, ¿qué podemos hacer?
Podemos reciclar y reutilizar el papel y el cartón, utilizar papel reciclado y cuidar los bosques
manteniéndolos limpios para evitar incendios.
7 LOS METALES
El hombre desde la antigüedad ha utilizado los metales, aprovechando sus propiedades, para
fabricar objetos tecnológicos y así satisfacer sus necesidades. Actualmente los metales se
utilizan en la industria, la agricultura, los transportes, las comunicaciones, etc.
Los metales se encuentran en la naturaleza formando parte de los minerales metálicos. Estos
minerales ricos en metal son escasos y a veces se encuentran situados a grandes
profundidades.
Los minerales metálicos se extraen mediante minas que pueden ser de dos tipos:
•
Con pozos y galerías subterráneas: si el mineral se encuentra en las
profundidades.
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Materiales y herramientas de uso técnico. La madera y los metales.
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•
A cielo abierto: si el mineral se encuentra a poca profundidad.
La industria metalúrgica es la que realiza todos los procesos encaminados a obtener el metal
a partir del mineral. Esta industria se encarga de todos los metales excepto del hierro.
La industria siderúrgica es la industria dedicada a todos esos procesos, pero solo para el
mineral de hierro (ya que el hierro es el metal más empleado).
7.1
Propiedades y características de los metales
El gran número de aplicaciones que presentan los metales se debe a las numerosas
propiedades que tienen. Estas propiedades son:
1. Tienen
brillo
metálico
característico de los metales.
o
brillo
2. Plasticidad: propiedad de los metales de
deformarse de forma permanente al
someterlos a una fuerza. Esta propiedad
es muy útil porque permite disponer de
los metales en láminas o planchas
(maleabilidad) o en hilos o alambres
(ductilidad)
3. Tienen buena resistencia mecánica:
capacidad para resistir los esfuerzos de
tracción, compresión, torsión y flexión sin
deformarse ni romperse.
Alambre y láminas de cobre y acero
4. Son tenaces, ya que son resistentes a la rotura por impacto.
5. Son conductores térmicos (del calor), eléctricos (de la electricidad) y acústicos (del
sonido).
6. Son más densos y pesados que otros materiales de uso técnico.
7. Se dilatan y contraen cuando aumenta o disminuye la temperatura.
8. Se oxidan fácilmente, formándose una capa de óxido que puede llegar a degradar el
metal.
9. Algunos de ellos son tóxicos, por lo pueden ser nocivos para la salud o el medio
ambiente.
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10. La mayoría de ellos son reciclables, es decir, una vez utilizados se pueden recuperar
para fabricar nuevos productos.
7.2
Tipos de metales
Primero distinguiremos entre metales y aleaciones. Una aleación es una mezcla compuesta
de dos o más elementos, de los cuales, al menos uno, es un metal.
Debido a que el hierro es con diferencia el más empleado de todos, los metales suelen
clasificarse en metales ferrosos y no ferrosos.
7.3
Los metales y el medio ambiente
Los metales perjudican al medio ambiente en su extracción, tratamiento y desecho.
•
En la extracción de los minerales metálicos en minas y canteras se mueven grandes
cantidades de tierra alterándolas capas del suelo y afecta al paisaje.
•
El tratamiento industrial en la industria (metalúrgica y siderúrgica) para obtener los
metales resulta muy contaminante porque produce gases contaminantes y utiliza
productos químicos que producen desechos tóxicos.
•
Los desechos que generamos por el elevado consumo de metales son muy
contaminantes ya que no son materiales biodegradables.
Por todo esto, el reciclado de los metales es muy importante, para que no contaminen
dejándolos en los vertederos y para poder recuperar los materiales y fabricar nuevos productos
sin tener que extraerlos de las minas.
8 FILOSOFÍA DE LAS TRES R`s
En esta unidad hemos aprendido que la madera y los metales pueden afectar al medio
ambiente contaminando y agotando los recursos naturales, pero no solo ellos, también muchos
otros materiales y muchas costumbres de consumo que tenemos hoy en día perjudican al
medio ambiente.
Para evitarlo la filosofía de las tres R`s nos propone tres acciones:
Tecnologías 1ºESO
Materiales y herramientas de uso técnico. La madera y los metales.
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•
Reducir: reducir el consumo de productos y energía. ¡No hay mejor residuo que el que
no se produce! Ejemplos: reducir el consumo de agua y de electricidad,
•
Reciclar: es recuperar los materiales que hay en los productos desechados para volver
a fabricar nuevos productos.
•
Reutilizar: es dar una nueva utilidad a un producto que hemos desechado porque ya no
nos sirve para su uso original.
¿Qué podemos hacer nosotros para proteger el medio ambiente?
•
Reducir: cerrar el grifo cuando estemos lavándonos los dientes, ducharnos en vez de
bañarnos, evitar comprar productos con embalajes excesivos o innecesarios, evitar
comprar y utilizar productos de “usar y tirar” (como las bolsas de plástico desechables,
el papel de aluminio, etc.), apagar las luces al salir de la habitación, etc.
•
Reciclar: utilizar papel reciclado, separar la basura (papel, plástico, orgánica) y tirarla
en su contenedor correspondiente, reciclar el aceite llevándolo al punto limpio,
•
Reutilizar: utilizar las hojas de papel que ya no valgan por la otra cara para hacer
cuentas, hacer pulseras con anillas de latas de refresco, usar una lata de refresco de
bote para los lapiceros, etc.
9 ACTIVIDADES
1. Completa el siguiente diagrama de proceso de los materiales de uso técnico indicando
en qué se van convirtiendo y qué operación se lleva a cabo para ese cambio.
2. Clasifica los siguientes recursos naturales, materias primas, materiales y objetos
tecnológicos en su columna correspondiente, de manera que cada objeto coincida con
el material con el que se fabrica y éste con la materia prima de la que se obtiene, y la
materia prima con su recurso natural. (¡algunos están repetidos para que los uses dos
veces!).
Arena, pozo petrolífero, contrachapado, mina, hierro, botellas de refresco, cantera,
porcelana, cantera, grúa, mineral de hierro, árbol, vidrio, plástico, madera, petróleo,
jarrón, cristal de las ventanas, mesa, arcilla, cuaderno, papel, bosque.
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Recursos naturales
Materias primas
Materiales
Objetos tecnológicos
3. Clasifica las siguientes materias primas según su origen (animal, vegetal o mineral):
algodón, seda, lino, arcilla, mármol, pieles, carbón, lana, madera, arena, corcho,
plumas.
Origen animal
Origen vegetal
Origen mineral
4. Relaciona los siguientes productos tecnológicos con el tipo de material con el que se
han fabricado.
Material
Producto tecnológico
Maderas
Tuberías
Azulejos
Materiales plásticos
Tapicerías
Baldosas de mármol
Materiales metálicos
Marco de una ventana
Lata de refresco
Materiales pétreos
Tejado de pizarra
Servilleta
Materiales cerámicos
Clavo
Silla
Materiales textiles
Taza de porcelana
5. ¿Cuáles son los dos principales componentes de la madera? Explica qué características
le aportan cada una.
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Materiales y herramientas de uso técnico. La madera y los metales.
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6. Escribe el nombre de 5 tipos de maderas naturales e indica si son duras o blandas.
7. Explica brevemente cómo están hechos los tableros de aglomerado y los de
contrachapado ¿Por qué se emplean tanto hoy en día?
8. Explica brevemente cómo se obtiene el papel. ¿Por qué es tan importante reciclarlo?
9. Explica qué significa que la madera es un material renovable y biodegradable.
10. Completa:
“Los metales se obtienen a partir de minerales que se extraen de minas que pueden ser de 2
tipos:...................................y................................................ Dicho mineral consta de dos partes,
una la que contiene el metal en cuestión se llama
................................. y la otra
inservible .............................. La industria...........................................se encarga del procesado
de todos los metales en general, mientras que la industria ......................................... sólo se
encarga del procesado del hierro y sus derivados. Los metales ferrosos son aquellos que
contienen....................................en gran cantidad y los no ferrosos los que no lo tienen o lo
tienen
en
pequeña
proporción.
Para
la
obtención
de
acero
se
mezclan .............................................................................. en un alto horno a más
de ......................ºC de temperatura, obteniéndose una parte llamada.............................. que es
el mineral de hierro fundido con impurezas y alto contenido en carbono, y otra parte inservible
llamada........................................... La parte que contiene el hierro se lleva a un recipiente
llamado............................... donde se le inyecta oxígeno para eliminar el carbono sobrante y
las
impurezas.
Las
3
fases
que
se
dan
en
dicho
recipiente
son: ................................................ .................................................................”.
11. ¿Qué quiere decir que un metal sea dúctil? Pon un ejemplo y su aplicación.
12. ¿Qué quiere decir que un metal sea maleable? Pon un ejemplo y su aplicación.
13. Explica el proceso de fabricación del acero en los altos hornos.
14. Haz una tabla en tu cuaderno poniendo en la primera columna los metales ferrosos y en
la segunda dos o tres aplicaciones de cada uno de ellos.
15. Relaciona cada uno de los metales no ferrosos con su ejemplo de uso o aplicación.
Metal no ferroso
Aluminio
Aplicación o ejemplo
Galvanizados
Cobre
Hojalata
Plomo
Industria aeroespacial
Estaño
Campanas
Cinc
Titanio
Magnesio
Bronce
Latón
Protección contra radiaciones
Cables de electricidad
Latas de bebida
Cerraduras
Fuegos artificiales
16. ¿Qué crees que podemos hacer como consumidores para preservar el medio
ambiente? Pon ejemplos de la filosofía de las tres R`s.
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Materiales y herramientas de uso técnico. La madera y los metales.
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15
RECUPERACIÓN 2ª EVALUACION- TECNOLOGÍA
ESTRUCTURAS
1.- Hacer un esquema resumen del tema de estructuras (fotocopias)
2.- Contesta a las siguientes preguntas:
1. Escribe el nombre de cinco estructuras naturales y de cinco artificiales.
2. ¿Qué es la carga de una estructura? Tipos. Indica un ejemplo de cada.
3. La diferencia entre un esfuerzo de tracción y otro de __________________ es
que el primero tiende a ______________ el elemento de la estructura, mientras
que el segundo tiende a comprimirlo.
4. ¿Qué es lo primero que se construye de un edificio? ¿Por qué?
5. ¿En qué se diferencia una viga de un pilar?
6. Define y pon un ejemplo de elemento sometido a :
a) compresión
b) b) tracción
c) c) flexión
7. Relaciona cada elemento estructural con el esfuerzo que soporta:
a)
b)
c)
d)
e)
Viga
Tirante
Tensor
Columna y pilar
Cimientos
compresión
flexión
tracción
8. Añade barras a estas estructuras para formar triángulos y conseguir que sean
indeformables, es decir, rígidas:
MECANISMOS
1.- Hacer un esquema resumen del tema de mecanismos (fotocopias)
Estructuras
http://aprendemostecnologia.org
1º ESO
TEMA 2 – ESTRUCTURAS
INTRODUCCIÓN.
Todos los cuerpos poseen algún tipo
de estructura. Las estructuras se
encuentran en la naturaleza y comprenden
desde las conchas de los moluscos hasta
los edificios, desde el esqueleto de los
animales …, pero el ser humano ha sabido
construir las suyas para resolver sus
necesidades.
Pero… ¿Qué tienen todas en común
tantas cosas distintas para ser todas
estructuras?
1. Están compuestos por elementos simples unidos entre sí
2. Resisten las fuerzas a las que está sometido sin destruirse
3. Todas conservan su forma básica
Por eso, podemos dar una definición de estructura:
Una estructura es un conjunto de elemento unidos entre sí capaces de soportar los
fuerzas que actúan sobre ella, con el objeto de conservar su forma.
Las fuerzas que actúan sobre una estructura se denominan cargas y pueden ser de dos
tipos: Fijas como el peso propio de un puente, que siempre actúa sobre los cuerpos; o variables,
como el viento que no siempre actúa sobre los objetos.
Las estructuras pueden ser naturales (creadas por la naturaleza como el esqueleto, las
cuevas, los barrancos, etc.) o artificiales (creadas por el hombre como las viviendas, los
vehículos, las carreteras, los aviones, etc.).
FUNCIONES DE LAS ESTRUCTURAS.
¿Qué condiciones debe cumplir una estructura para que funcione bien?
1 – Soportar cargas. Es la principal función de toda estructura ya que las fuerzas o
cargas siempre están presentes en la naturaleza: la gravedad, el viento, el oleaje, etc.
2 – Mantener la forma. Es fundamental que las estructuras no se deformen, ya que si
esto ocurriese, los cuerpos podrían romperse. Es lo que ocurre cuando los esfuerzos son muy
grandes. Por ejemplo, en un accidente de coche, la carrocería siempre se deforma o araña
dependiendo de la gravedad del impacto.
3 – Proteger partes delicadas. Una estructura debe proteger las partes delicadas de los
objetos que los poseen. Por ejemplo, el esqueleto protege nuestros órganos internos, la carcasa
IES Antonio Glez Glez
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Departamento de Tecnología
Estructuras
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de un ordenador protege el microprocesador, las tarjetas, etc. Pero hay estructuras que no
tienen partes internas que proteger, como los puentes o las grúas.
4. Ligeras: Las estructuras deben ser lo más ligeras posibles. Si la estructura fuese muy
pesada, podría venirse abajo y, además se derrocharían muchos materiales.
5. Estable: La estructura no puede volcar o caerse aunque reciba diferentes cargas.
ELEMENTOS DE UNA ESTRUCTURA.
Las estructuras pueden ser masivas como una cueva o una presa. Pero lo normal es que
estén formadas por partes, de manera que se forman por la
unión de diferentes clases de elementos estructurales
debidamente colocadas. De esta forma se construyen
puentes, edificios, naves industriales, etc.
Los principales elementos estructurales, llamados
elementos estructurales simples o elementos resistentes,
son:
1. Forjado: Es el suelo y el techo de los edificios.
Forjado
2. Pilares: Son los elementos verticales de una
estructura y se encargan de soportar el peso de toda la
estructura. Por ejemplo las patas de la mesa, las de la silla (que
como ves no son exactamente horizontales), los travesaños
verticales del marco de la ventana, etc. En un edificio, los
pilares soportan el forjado que tienen justo encima, además del
peso del resto del edificio. Si los pilares son redondos, se
llaman columnas.
3. Vigas: Son elementos estructurales que normalmente
se colocan en posición horizontal, que se apoyan sobre los
pilares, destinados a soportar cargas. En un edificio forman
parte del forjado. Ejemplos de vigas son, los rieles de las
cortinas, los travesaños horizontales de debajo del tablero en
el pupitre o en la silla, el marco de la ventana o de la puerta,
etc.
4. Dintel: Viga maciza que se apoya horizontalmente
sobre dos soportes verticales y que cierra huecos tales como
ventanas y puertas.
Dintel sobre ventana
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5 - Arco: es el elemento estructural, de forma curvada,
que salva el espacio entre dos pilares o muros. Es muy útil para
salvar espacios relativamente grandes
5 – Tirantes: Con objeto de
dar rigidez a las estructuras
se dispone de unos elementos
simples que se colocan entre
Puente romano con arco
las vigas y los pilares. Por
ejemplo las tijeras de los andamios (oblicuas), esa barra
horizontal donde apoyas los pies en el pupitre, etc.
6 – Tensores: Su misión es parecida a la de los tirantes pero
éstos son normalmente cables, como los cables que sostienen
la barra de gimnasia, o sujetan una tienda de camping, etc.
7- Cerchas que son un
caso especial de vigas
Ejemplo de pilar y tensor (cable) formada por un conjunto
de barras formando una
estructura triangular. Se usan normalmente en los techos
de las naves industriales. Es decir, es una estructura
triangular construida con barras de acero o madera que
forman tejados.
8 - Los perfiles: son todos aquellas barras de acero que tienen una forma especial. se emplean
para conseguir estructuras más ligeras que soportan grandes pesos con poca
cantidad de material. El nombre del perfil viene dado por la forma de la superficie lateral: I, U,
T, L… Estos aceros se usan en las vigas, pilares y tirantes.
9 - Cimientos: es el elemento encargado de
soportar y repartir por el suelo todo el peso de la
estructura.
Gracias a la cimentación, el peso total de la
estructura no va directamente al el suelo (sin
cimientos un edificio podría hundirse como una
estructura de palillos levantada sobre mantequilla)
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Pag. 3
y
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los pilares de la estructura no se clavan en el terreno y se hunden en él. Los cimientos funcionan
como los zapatos del edificio. En definitiva, con los cimientos evitamos que el edificio se hunda
en el terreno y al mismo tiempo logramos que permanezca estable.
MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN.
Normalmente, para construir edificios, puentes, túneles, etc., suelen usarse varios
elementos: ladrillos, bloques, cemento, agua, arena, grava, aceros, hormigón, etc.
El hormigón es el material más usado
en la construcción. El hormigón es una mezcla
de cemento, arena, grava y agua. Si al
hormigón se le añade un entramado de acero
para hacerlo mas resistente, se lo denomina
hormigón armado.
Tienes que tener en cuenta que
durante el fraguado del cemento (el secado)
se desprende mucho calor y se forman gases
en el interior de los elementos
construidos. Si el cemento en este
proceso no se refresca (normalmente
con agua), se forman grietas en la
estructura por las que salen los gases y
el calor. Por eso los albañiles remojan el
cemento, el hormigón y el hormigón
armado mientras fraguan.
LAS FUERZAS QUE SOPORTA UNA ESTRUCTURA.
Una estructura tiene que soportar su propio peso, el de las cargas que sujetan y también
fuerzas exteriores como el viento, las olas, etc.
Por eso, cada elemento de una estructura tiene que resistir diversos tipos de fuerzas sin
deformarse ni romperse. Los tipos de fuerza más importantes que soportan son:
1 – Tracción: Si sobre los extremos de un cuerpo actúan dos fuerzas opuestas que
tienden a estirarlo, el cuerpo sufre tracción.
Es el tipo de esfuerzo que soportan los tirantes y los tensores.
2 – Compresión: Si sobre los extremos de un cuerpo actúan dos fuerzas opuestas que
tienden a comprimirlo, el cuerpo sufre compresión.
Es el tipo de esfuerzo que soportan los pilaresyloscimientos.
3 – Flexión: Si sobre un cuerpo actúan fuerzas que tienden a doblarlo, el cuerpo sufre
flexión.
Es el tipo de esfuerzo que soportan las vigasylascerchas.
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4.
Torsión: Si sobre un cuerpo actúan fuerzas que
tienden a retorcerlo, el cuerpo sufre torsión.
Es el tipo de esfuerzo que soporta una llave girando en
una cerradura.
5. Cortadura o cizalladura: Si sobre un cuerpo ctúan
fuerzas que tienden a cortarlo o desgarrarlo, el cuerpo sufre
cortadura.
Es el tipo de esfuerzo que sufre la zona del trampolín de
piscina unida a la torre o la zonadeuniónentreunavigayun pilar.
Tracción
Compresión
Flexión
Torsión
Cortadura
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TRIANGULACIÓN. ESTRUCTURAS TRIANGULADAS
Si se analiza cualquier estructura formada por la unión de perfiles simples, como las de
las grúas de la construcción, algunos puentes, las torres de alta tensión, etc.; vemos que la
rigidez de estas estructuras no se debe a lo compacto de su construcción, sino al entramado
triangular de su forma. Es decir, su rigidez se basa en la triangulación.
Si te fijas en los ejemplos, la estructura cuadrada puede deformarse fácilmente, al igual
que la pentagonal. Pero la triangular es muy estable e indeformable. Por eso, las otras formas
geométricas se triangulan para darles rigidez.
Es decir, la triangulación hace que las estructuras no se deformen y que sean muy
estables.
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DEPA
ARTAMEN
NTO DE TE
ECNOLOGÍ
ÍA
B-M
MECAN
NISMO
OS
1.- INTRODU
UCCIÓN.
En cuallquier máq
quina o siistema pu
uede interrvenir ade
emás de elementos
e
s
eléctricos y electrónic
cos, otro tipo de elementoss como so
on los me
ecanismos,,
moto
ores, actu
uadores y dispositivo
d
os de salid
da.
Todos y cada uno
o de los ad
delantos de
e la tecnología que sse han dessarrollado
o
a lo largo de la historia
a, han persseguido un
n aprovech
hamiento y transformación de
e
la en
nergía, parra un bien común.
Pasarem
mos ahora
a a definiir una serrie de conceptos rrelacionados con la
a
enerrgía y sus transform
maciones.
2.- MECANIS
SMOS.
Un me
ecanismo es un dispositivo
d
o que pe
ermite trrasmitir así como
o
tran
nsformar una fuerrza y un movimien
nto de en
ntrada, d
desde un elemento
o
gene
erador de dicho movvimiento (Elemento
(
motriz), hasta un elemento de salida
a
en llamado acttuador. Los mecanismos son lo
os elementtos básicoss de las máquinas.
m
La tran
nsmisión de
d la pote
encia mecá
ánica (fue
erza y movvimiento) desde un
n
elem
mento motriz (motorr) para actuar sobre
e el eleme
ento que q
queremos desplazar,
d
,
se realiza
r
me
ediante la combinac
ción de diiferentes operadore
es mecániicos. Este
e
conjjunto de op
peradoress se llama cadena
c
cin
nemática.
Movimiento y fuerza de eentrada (MO
OTOR)
Conjunto d
de operadore
es mecánicoss.
(CADENA
A CINEMÁTIC
CA)
Movimieento y fuerza de salida.
(ACTUADOR)
Un mec
canismo ess un dispossitivo que trasmite y/o transforma una
a fuerza y
un movimiento
m
o de entra
ada en una
a fuerza y un movim
miento de salida, que permite
e
reso
olver un prroblema té
écnico.
3.- MÁQUIN
NAS.
Una má
áquina es una
u herram
mienta o instrumen
i
to que, al aplicar una fuerza
a
abajo, cam
mbia la dirrección de la fuerza
a o increm
menta la ra
apidez con
n
facilita un tra
que se realiza
a un trabajjo. Genera
almente consta de la
as siguientes partes..
UNI
IDAD-2 ES
STRUCTUR
RAS Y MEC
CANISMOS
S
Pág.12
2
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA
7.- CLASIFICACIÓN DE LOS MECANISMOS.
Los distintos mecanismos existentes en la tecnología se pueden clasificar
según la siguiente tabla y siempre atendiendo a la función que desempeñan.
GRUPO
FUNCIÓN
TIPOS
Transmiten la potencia
mecánica desde un
elemento motriz a uno
conducido.
Aunque no se consideran
mecanismos propiamente
dichos sino máquinas
simples:
ƒ Palanca.
ƒ Polea.
ƒ Cuña.
ƒ Plano Inclinado.
Son mecanismos que
transmiten el movimiento
circular de un eje a otro:
ƒ Sistema polea y correa.
ƒ Ruedas de fricción.
ƒ Tren de engranajes.
ƒ Sistema piñón cadena.
TRANSMISIÓN DEL
MOVIMIENTO LINEAL
Mecanismos que
transmiten el
movimiento
TRANSMISIÓN DEL
MOVIMIENTO
CIRCULAR
Mecanismos que
transmiten y
transforman el
movimiento
Transmiten la potencia mecánica transformando el
movimiento circular en rectilíneo o al contrario
Son mecanismos que dirigen o regulan el movimiento.
Mecanismos
auxiliares
Permiten el acoplamiento o desconexión de los
elementos o mecanismos de máquinas.
Acumulan y/o absorben energía.
UNIDAD-2 ESTRUCTURAS Y MECANISMOS
Son mecanismos que
transmiten y transforman el
movimiento circular en
rectilíneo o viceversa:
ƒ Torno-manivela.
ƒ Tornillo.
ƒ Piñón-cremallera.
ƒ Tornillo-tuerca.
Son mecanismos que
transmiten y transforman el
movimiento circular en
rectilíneo alternativo o
viceversa:
ƒ Biela-manivela.
ƒ Excéntrica.
ƒ Leva.
Son mecanismos que
dirigen:
ƒ Trinquete.
Son mecanismos que
regulan:
ƒ Freno.
ƒ Acoplamiento.
ƒ Embrague.
Resortes sólidos:
ƒ Muelle.
ƒ Ballesta y
amortiguador.
Resortes de fluido:
ƒ Amortiguadores
hidráulicos y
neumáticos.
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8.- MAQUINAS SIMPLES.
Sabemos que una máquina simple es aquella que tiene tan solo un punto de
apoyo, llamado también fulcro. En este apartado nos vamos a centrar en las
siguientes máquinas simples:
Palanca.
Polea.
Torno.
Plano inclinado.
Palanca.
Se compone de una barra rígida, apoyada sobre un punto llamado fulcro,
alrededor del cual la barra gira, cuando aplicamos una fuerza F, para vencer una
resistencia R. La finalidad de la palanca como máquina, es mover grandes pesos,
aplicando poca fuerza.
Ley de la palanca: La ley de palanca formulada por Arquímedes en el año 240
a.C. se expresa de la siguiente manera:
El producto de la potencia (F) por su brazo (a) es igual al producto de la
resistencia (R) por el suyo (b). Su expresión matemática es la siguiente:
·
·
Existen tres tipos de palancas, en función de la colocación del punto de apoyo
con respecto a la fuerza F y a la resistencia R.
1. Palanca de primer grado.
2. Palanca de segundo grado.
3. Palanca de tercer grado.
1. Palanca de primer grado.
La palanca de primer grado el fulcro se encuentra situado entre la potencia
(F) y la resistencia (R). Ejemplos de palancas de primer grado los alicates, las
tijeras, la balanza,…
a
b
UNIDAD-2 ESTRUCTURAS Y MECANISMOS
Pág.18
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA
2. Palanca de segundo grado.
La palanca de segundo grado es la resistencia (R), la que se encuentra situado
entre la potencia (F) y el fulcro. Ejemplos de palancas de segundo grado carretilla,
guillotina de papel, cascanueces,…
a
b
3. Palanca de tercer grado.
En este tipo de palanca la potencia (F) se encuentra situada entre la
resistencia (R), y el punto de apoyo (fulcro). Ejemplos de palancas de tercer grado,
pinzas de depilar, caña de pescar,…
b
a
Polea.
Una polea es una máquina simple, que consta de una rueda, dotada de un canal
sobre el que se aloja una cuerda, esta gira alrededor de un eje, cuando se tira de la
cuerda. Es una palanca de primer grado, ya que el punto de apoyo es el eje, que se
encuentra entre la fuerza a aplicar y la carga a elevar. En este tipo de máquina no
se ahorra esfuerzo, es decir no tenemos ventaja mecánica, pero nos facilita el
trabajo, debido a que la fuerza que hacemos la realizamos hacia abajo y no hacia
arriba.
Al aplicar la ley de equilibrio de la palanca y dado que los brazos son los
radios de la polea la potencia es igual a la resistencia.
·
·
Donde r es el radio de la polea.
UNIDAD-2 ESTRUCTURAS Y MECANISMOS
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DEPA
ARTAMEN
NTO DE TE
ECNOLOGÍ
ÍA
De
entro de las polea
as nos en
ncontramos con la polea mó
óvil
qu
ue nos ess más que
e una com
mbinación de una polea
p
fija,, y
ottra móvil, de manera que el ramal
r
de la
a carga se
e hace passar
po
or la móvil, sobre la que se colloca la carrga a eleva
ar.
Co
on este co
onjunto se
e consigue
e que la fu
uerza a ap
plicar sea
a la
mitad de la carga a ellevar.
úmero de poleas
p
móvviles es sup
perior a do
os la expresión para
a el cálculo
o
Si el nú
de la
a fuerza a aplicar ess la siguien
nte:
Donde n es el núm
mero de po
oleas móviles.
no.
Torn
Este tip
po de máq
quinas es un tambor o rodillo
o accionad
do por una
a manivela
a o
moto
or, sobre el que se
e enrolla una
u cuerda
a donde tenemos su
uspendido el cuerpo
o a
elevar. Este tipo
t
de máquina
m
es una palan
nca de prrimer grad
do, el eje del tamb
bor
actú
úa como eje
e de apo
oyo o fulcro. Cuanto
o mayor sea
s
el bra
azo de la manivela (d)
fren
nte al radio del tamb
bor (r) me
enor será la fuerza (F)
( a aplica
ar para ele
evar la carrga
(R).
·
UNI
IDAD-2 ES
STRUCTUR
RAS Y MEC
CANISMOS
S
·
Pág.20
0
DEPA
ARTAMEN
NTO DE TE
ECNOLOGÍ
ÍA
Plan
no inclinado.
Se tratta de una
a superfic
cie plana inclinada
i
c
con
respe
ecto la ho
orizontal. Se
utiliza para subir carga
as a una determina
ada altura
a (h), med
diante deslizamiento
o o
roda
nsiguiendo
adura de la carga a lo largo del
d plano de
d recorrid
do (d), con
o con esto
o la
subida de la ca
arga con menor
m
esfu
uerzo.
·
·
9.- MECANS
SIMOS DE
E TRANSM
MISION CIRCULAR.
Estos mecanismo
m
os son aque
ellos que transmite
t
n la velocidad de giro ω de un
eje motriz (ω
ω1) y a un eje
e conduc
cido (ω2). Este tipo
o de sistemas solo trasmiten
t
no
nsforman el
e movimie
ento.
tran
Los sisttemas de transmisió
t
ón circular que vamos a tratarr son:
Sisttema polea
a correa.
Sisttema de ru
uedas de fricción.
Sisttema de piñón cadena.
Sisttema de en
ngranajes.
p
corre
ea
Sisttema de polea
Este sisstema tra
ansmite el movimien
nto de una
a polea con
nductora de
d velocid
dad
(ω1) y diámetrro (d1), a otra
o
conducida de velocidad
v
(ω2) y diá
ámetro (d2), median
nte
la un
nión entre ellas de una
u correa
a. La relaciión de tran
nsmisión e
es:
UNI
IDAD-2 ES
STRUCTUR
RAS Y MEC
CANISMOS
S
Pág.21
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA
Otra forma de poner esta expresión es la siguiente:
·
·
Como se puede apreciar las dos ruedas van hacia el mismo sentido.
Sistema de ruedas de fricción
Este sistema transmite el movimiento de una rueda conductora de velocidad
(ω1) y diámetro (d1), a otra conducida de velocidad (ω2) y diámetro (d2), mediante
contacto mutuo entre estas, sin que se produzca deslizamiento entre ellas, para
garantizar que rueda conductora, arrastre a la otra. La relación de transmisión es:
Otra forma de poner esta expresión es la siguiente:
·
·
Como se puede apreciar las dos ruedas van en sentido contrario.
Sistema de piñón cadena
En este sistema la transmisión del movimiento tiene lugar entre dos ruedas
dentadas unidas entre sí, por medio de una cadena. La rueda dentada que inicia el
movimiento, se llama piñón conductor dotada de un número de dientes (z1) que gira
a una velocidad (ω1) y la rueda dentada conducida que se llama piñón conducido
dotada de número de dientes (z2), que gira a una velocidad (ω2).
ω1
ω2
UNIDAD-2 ESTRUCTURAS Y MECANISMOS
Pág.22
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA
La relación de transmisión es:
Otra forma de poner esta expresión es la siguiente:
·
·
Como se puede apreciar los dos piñones giran hacia el mismo sentido, al igual
que ocurre en el sistema de polea-correa.
Sistema de engranajes
En este sistema de transmisión, al igual que el de piñón cadena, la transmisión
se realiza mediante ruedas de dentadas, con la diferencia de no existir en este
caso cadena, además de que la talla de los dientes, de una rueda encaja en los
huecos de la otra, para transmitir el movimiento. La rueda que inicia el movimiento,
se llama rueda dentada conductora dotada de un número de dientes (z1) que gira a
una velocidad (ω1) y la rueda conducida que se llama rueda dentada conducida
dotada de número de dientes (z2), que gira a una velocidad (ω2). Normalmente a la
rueda mayor se le denomina comúnmente rueda, mientras que a la de menor tamaño
se le llama piñón.
La relación de transmisión es:
Otra forma de poner esta expresión es la siguiente:
·
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·
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