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LAS FUERZAS Y LAS MÁQUINAS SIMPLES

LAS MÁQUINAS NOS AYUDAN
1. LA RUEDA
  1. Fue inventada para hacer tornos de alfareros, y después la aplicaron en los carros para el transporte y para la guerra.
2. PLANO INCLINADO
  1. Además de los carros, rodillos y palancas, los sumerios usaban la rampa para subir esculturas y los ladrillos de adobe. Esta fue copiada después por los egipcios para crear sus pirámides
3. LA POLEA
  1. Los sumerios usaban la polea cuando el agua no estaba tan accesible como en un río. La fuerza que ejercían era la misma, pero era más cómodo para ellos tirar de las cuerdas hacia abajo que hacia arriba.
4. LA PALANCA
  1. Con una variante de esta máquina simple subían el agua que recogían del río. Haciendo poca fuerza, bajaban el recipiente, una vez lleno de agua, el contrapeso 1 equilibraba el peso del 2, lo cual facilitaba la subida.
5. MODIFICAN FUERZAS
6. TRANSMITEN Y TRANSFORMAN EL MOVIMIENTO
  1. ENGRANAJES
    1. Se aumenta o disminuye la velocidad de giro y el sentido de giro de estos.
  2. PERSIANAS
    1. Al subirla tiramos de la correa hacia abajo, el tambor gira y así conseguimos que la persiana suba.
  3. TREN CREMALLERA
    1. El giro del engranaje hace avanzar al tren en línea recta.
  4. CATAPULTA
    1. Su brazo es muy largo para ganar velocidad.
SUMANDO MÁQUINAS
1. Una máquina compuesta es aquella que está conformada por dos o más máquinas simples, de modo que la salida de cada una de ellas está conectada a la entrada de la siguiente.
  1. TIJERAS
    1. Palanca + Plano inclinado
    2. Aparte de ser un gran ejemplo de palanca, si nos fijamos, las tijeras son un mecanismo en el que también actúan dos planos inclinados en sus hojas afiladas.
  2. TORNILLO DE AQUÍMEDES
    1. Plano inclinado + Tornillo + Torno
    2. Al girar la manivela del torno, la hélice gira y en cada vuelta sube el agua al siguiente nivel. La fuerza que se requiere para subir el agua es mucho menor que su peso. Como compensación, tendremos que girar muchas veces la manivela.
¿QUÉ ES EL TRABAJO?
1. Se define el trabajo (W) a el producto de la fuerza y distancia recorrida cuando ambas coinciden en la misma dirección.
  1. W=F*d
2. El trabajo es una magnitud física que depende de la fuerza ejercida y de la distancia que se desplaza el objeto en la dirección de la fuerza aplicada.
LA PALANCA
1. Es una máquina simple muy conocida.
2. Arquímedes descubrió la ley de este elemento: la fuerza por su brazo es igual al producto de la resistencia por el suyo.
  1. La fuerza (F) es la fuerza que se aplica a un extremo de la palanca.
  2. Por lo tanto --> F · bF = R · bR
  3. La resistencia (R) es la fuerza que se obtiene como resultado de usar la palanca.
  4. El punto de apoyo es el punto sobre el que gira la palanca o sobre el que se apoya.
  5. El brazo (b), es la distancia del punto de aplicación de las fuerzas al punto de apoyo.
3. TIPOS DE PALANCAS
  1. PRIMER GÉNERO
    1. Su punto de apoyo está entre la fuerza y la resistencia. Pueden multiplicar, dividir o conservar constante la fuerza.
  2. SEGUNDO GÉNERO
    1. Su resistencia está entre la fuerza y el punto de apoyo. Siempre multiplican la fuerza.
  3. TERCER GÉNERO
    1. Su fuerza está entre la resistencia y el punto de apoyo. Disminuyen la fuerza, pero amplían su movimiento y precisión.
TRANSMISIÓN DEL MOVIMIENTO
1. POLEAS Y CORREA
  1. Con la palanca y la polea simple, la transmisión del movimiento obtenida es lineal. Pero, si unimos dos poleas con una correa, podemos transmitir el movimiento circular de una a la otra y así también conseguir variar su velocidad.
2. ENGRANAJES Y CADENA
  1. Otra forma de transmisión circular se logra mediante los engranajes, al unirlos de forma que sus dientes encajen entre sí. Si queremos mantener el mismo sentido de giro, podemos acoplar un tercer engranaje en medio de los dos o unirlos mediante una cadena dentada que encaje con ellos.
TRANSFORMACIÓN DEL MOVIMIENTO
1. PIÑÓN CREMALLERA
  1. Este sistema consta de un engranaje, llamado piñón, sobre una barra con dientes, llamada cremallera. Transforma el giro del piñón en un movimiento lineal de la barra. Y de la forma inversa, la cremallera se mueve y el piñon es el que gira.
2. BIELA MANIVELA
  1. Este sistema consta de dos palancas articuladas conectadas a un pistón que hace un movimiento de vaivén constante. Al avanzar el se completa el giro de la rueda. Y si el pistón retrocede, se completa el giro de la rueda.
PLANO INCLINADO
1. Es una máquina que hace que con menor fuerza puedas vencer fuerzas mayores, a cambio de aumentar la longitud del recorrido de la fuerza aplicada
2. EL TORNILLO
  1. El plano inclinado es útil, pero tiene un problema: para vencer fuerzas grandes, la rampa tendrá que ser muy extensa, y no es muy cómodo transportar objetos sobre largos planos inclinados.
  2. La solución a ese problema la ofrece el tornillo, que enrolla a su alrededor el plano inclinado para ocupar un espacio mucho más reducido.
3. LA CUÑA
  1. Si fusionamos dos planos inclinados, creamos la cuña, una máquina que es muy útil para romper y separar cuerpos. La fuerza aplicada sobre la cuña produce dos fuerzas mayores en las caras de sus planos, los cuales van separando el objeto. Cuanto más fina sea la cuña, más eficaz será, pues la fuerza ejercida requerida será menor.
POLEAS
1. Si a una rueda le hacemos un canal en el borde por el que podamos encajar una cuerda, y la colgamos de un eje, obtenemos una máquina, la polea. Aunque en realidad, la polea no es más que una palanca redonda con los dos brazos iguales, los radios r1 y r2 , por lo que la fuerza (F1) que tenemos que realizar para subir la carga es igual al peso de esta (F2 ). Se cumple la ley de la palanca.
2. F1 * r1=F2 * r2
3. F1=F2
4. POLIPASTO
  1. Para aumentar la fuerza usando poleas, tenemos que utilizar dos o más combinadas entre sí. Este método se denomina polipasto. Por ejemplo, si utilizáramos tres poleas conectadas, estaríamos ejerciendo un tercio de la fuerza requerida sin polipasto.

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