Maquinas Simples Y Compuestas

INTRODUCCIÓN

Cuando se escucha la palabra Maquinas, enseguida se piensa en un mecanismo complicado, pero la realidad es que desde la antigüedad, los hombres se han proporcionado herramientas para facilitarse el trabajo; con el fin de ahorrar esfuerzos.

A lo largo del tiempo se han ido inventado maquinas para realizar trabajos con mayor eficiencia y menor esfuerzo, siendo cada vez mas complicadas y perfectas, como el motor de un carro, una lavadora, aunque puede ser un mecanismo mucho más simple.

LAS MÁQUINAS SIMPLES

Cualquier maquina, más o menos complicada, está formada por piezas más sencillas que son maquinas simples. Para comprender el funcionamiento de las maquinas, debemos tener noción de que es una fuerza.

LA FUERZA

Es toda causa capaz de alterar el estado de reposo o de movimiento en que se encuentra un cuerpo, o de producir deformación en el. Una fuerza puede mover un objeto que estaba en reposo; una fuerza puede detener un objeto que se encuentra en movimiento; una fuerza puede hacer cambiar la forma de los objetos.

ELEMENTOS DE LA FUERZA

Cuando un cuerpo está sometido a la acción de una fuerza, sobre el actúan cuatro elementos, los cuales son identificados como:

1. Magnitud: consiste en el mayor o menor grado de fuerza aplicada para producir un cambio de forma o movimiento. También es conocida como la intensidad que representa la cantidad de fuerza aplicada sobre el objeto.

2. Dirección: establece la orientación o trayectoria en que se mueve el cuerpo por efecto o aplicación de la fuerza, según los puntos cardinales.

3. Sentido: nos indica hacia donde se aplica la fuerza, para cada dirección hay siempre dos sentidos, de los cuales se toma como positivas las fuerzas que actúan en un sentido y negativas las que actúan en sentido opuesto al positivo.

4. Punto de aplicación: es la zona, lugar, sitio donde se ejerce o aplica la fuerza al objeto.

Todos estos elementos caracterizan la fuerza como una magnitud vectorial por lo cual la representación grafica de la fuerza se realiza por medio de flechas llamadas vectores.

CLASES DE FUERZAS

Según el modo como se ejercen, podemos definir do clases de fuerzas:

• Fuerza de contacto: son aquellas en las que el cuerpo que ejerce la fuerza está en contacto directo con el cuerpo sobre el cual se aplica dicha fuerza.

•

• Fuerza a distancia: son aquellas en las que el cuerpo ejerce la fuerza no está en contacto directo con el cuerpo sobre el que se aplica dicha fuerza.

La fuerza se representa también por una expresión matemática, la cual señalaremos a continuación:

F = m x a Donde:

F = Fuerza

m = Masa

a = Aceleración o gravedad

Esta expresión matemática nos permite determinar la fuerza aplicada a un cuerpo.

EQUILIBRIO

Es un importante tomar en consideración que el producto de dos fuerzas que se anulan o se destruyen, que son iguales en magnitud pero no tienen sentido contrario, producen el equilibrio de un cuerpo. Si el cuerpo está en reposo se denomina estático, pero si esta en movimiento se denomina mecánico o dinámico.

Cuando un cuerpo está en equilibrio no siempre tiene el mismo estado, por lo cual se señalan los diferentes equilibrios:

• Equilibrio inestable: Si desplazamos ligeramente un objeto dejara de estar en posición de equilibrio.

•

• Equilibrio estable: Si movemos el objeto siempre retornara a su posición de estabilidad o posición inicial.

•

• Equilibrio indiferente: Si movemos el objeto seguirá estando en equilibrio, sea estático (reposo) o dinámico (movimiento).

TRABAJO MECÁNICO

Cuando la fuerza actúa directamente sobre un cuerpo, ocasiona la deformación o movimiento del mismo. Se dice entonces que la fuerza a realizado un trabajo sobre el cuerpo; esto sucede por ejemplo al elevar un objeto de la superficie de la tierra; en este caso, se mueve el objeto en sentido contrario al de la gravedad que actúa sobre el, siendo esta fuerza llamada resistencia y la aplicada para elevar el objeto es la potencia. Si el punto no se desplaza se dice que se ha efectuado una presión o esfuerzo, pero no un trabajo.

Para aplicar la definición de trabajo, es importante conocer la fórmula matemática del trabajo, la cual se expresa de la siguiente manera:

T = F x d Donde:

T = Trabajo

F = Fuerza

d = Desplazamiento

ENERGÍA

Con este término identificamos la capacidad que poseen los cuerpos para efectuar un trabajo.

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:

1.

2. 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.

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

4. 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:

1. Producen la transformación de la energía que reciben-

2. Utilizan la energía para funcionar.

3. La energía que reciben para su funcionamiento no es aprovechada completamente, debido a que a

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