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INDICE 1 - INTRODUCCION Y CONCEPTOS B Á SICOS 2 - DESARROLLO DE MAQUINAS SIMPLES 3 - GU Í A DE ESTUDIO 4 - PROBLEMAS NIVEL 1 5 - PROBLEMAS NIVEL 2 6 -

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1 INDICE 1 - INTRODUCCION Y CONCEPTOS B Á SICOS 2 - DESARROLLO DE MAQUINAS SIMPLES 3 - GU Í A DE ESTUDIO 4 - PROBLEMAS NIVEL PROBLEMAS NIVEL COMENTARIO FINAL

2 MAQUINAS Son dispositivos inventados por el hombre para ayudarnos en el trabajo. Hoy en día, la mayoría de las máquinas tienen un motor. Siguiente

3 Las máquinas simples fueron inventadas por el hombre hace ya muchos años. POLEASCUÑA PALANCA RUEDA PLANO INCLINADO BIELA MANIVELA Siguiente

4 MOMENTO DE UNA FUERZA El momento de una fuerza se calcula como el producto entre la fuerza aplicada sobre un cuerpo y la distancia que va desde un punto "O" (por el cuál el cuerpo giraría) hasta el punto dónde se aplica la fuerza. Fórmula: M = F. d F = Módulo del vector fuerza d = Distancia Tiene signo (+) cuando la fuerza tiende a girar en el sentido contrario a las agujas del reloj. (sentido antihorario) (Como en el ejemplo) Tiene signo (-) cuando la fuerza tiende a girar en el sentido de las agujas del reloj (sentido horario). Siguiente

5 Elementos de una máquina simple: Fuerza Potente. Fuerza Resistente. Punto de apoyo. Volver al Í ndice

6 ALGUNAS MAQUINAS SIMPLES SON: PALANCAS POLEAS APAREJOS PLANO INCLINADO TORNO Volver al í ndice

7 PALANCA Es una barra r í gida que puede girar alrededor de un eje fijo. Ese eje indica la posici ó n de punto de apoyo. La fuerza potente y la fuerza resistente se ejercen en puntos de la barra. La distancia de cada uno de esos puntos al punto de apoyo se llaman brazo de potencia y brazo de resistencia respectivamente. La condici ó n de equilibrio es: la suma de momentos es igual a cero, entonces: P. bp = R. br La palanca permite mover objetos pesados haciendo menos fuerza. Hay de tres tipos: Primer G é nero o Grado Segundo G é nero o Grado Tercer G é nero o Grado Volver a Clasificaci ó n

8 PALANCA DE 1º GÉNERO El punto de apoyo se encuentra entre la Fuerza Potente y la Fuerza Resistente EJEMPLOS Balanza romana Siguiente

9 BALANZA ROMANA En esta palanca permanecen fijos la fuerza potente (pesa) y el brazo de la fuerza resistente y variando la fuerza resistente (peso que se coloca en el plato) y el brazo de la potencia (variando la posici ó n de la pesa) se logra el valor del peso leyendo sobre la barra el valor indicado. Volver a Palancas

10 PALANCA DE 2º GÉNERO La Fuerza Resistente se encuentra entre el punto de apoyo y la Fuerza Potente. EJEMPLOS

11 Volver a Palancas PALANCA DE 3º GÉNERO La Fuerza Potente se encuentra entre el punto de apoyo y la Fuerza Resistente EJEMPLOS

12 POLEA La polea se trata de una rueda que puede girar alrededor de un eje que pasa por su centro. Dicha rueda posee una acanaladura o garganta a su alrededor. Por dicha garganta pasa una cuerda o cadena en cuyos extremos se aplican la fuerza potente y la fuerza resistente. Sirve para elevar pesos a una cierta altura. Su funci ó n es cambiar la direcci ó n de la fuerza y/o disminuir la fuerza potente. Se usa, por ejemplo, para subir objetos a los edificios o sacar agua de los pozos. Hay de dos tipos: Poleas Fijas Poleas M ó viles Volver a Clasificaci ó n

13 Volver a Poleas POLEA FIJA F Ó RMULA: P = R La manera m á s sencilla de utilizar una polea es anclarla en un soporte, colgar un peso en un extremo de la cuerda, y tirar del otro extremo para levantar el peso. A esta configuraci ó n se le llama polea simple fija. Una polea simple fija no produce una ventaja mec á nica la fuerza que debe aplicarse es la misma que se habr í a requerido para levantar el objeto sin la polea. La polea fija, sin embargo, permite aplicar la fuerza en una direcci ó n m á s conveniente.

14 Volver a Poleas POLEA MÓVIL Una forma alternativa de utilizar la polea es fijarla a la carga, fijar un extremo de la cuerda al soporte, y tirar del otro extremo para levantar a la polea y la carga. A esta configuraci ó n se le llama "polea m ó vil". La polea m ó vil produce una ventaja mec á nica: la fuerza necesaria para levantar la carga es justamente la mitad de la fuerza que habr í a sido requerida para levantar la carga sin la polea. Por el contrario, la longitud de la cuerda de la que debe tirarse es el doble de la distancia que se desea hacer subir a la carga. F Ó RMULA: P = R : 2

15 APAREJOS Se llama aparejo a un mecanismo que se utiliza para levantar o mover una carga aplicando un esfuerzo mucho menor que el peso que hay que levantar. Estos mecanismos se utilizan mucho en los talleres o industrias que manipulan piezas muy voluminosas y pesadas porque facilitan la manipulaci ó n, elevaci ó n y colocaci ó n de estas piezas pesadas, as í como cargarlas y descargarlas de los camiones que las transportan. Suelen estar sujetos a un brazo giratorio que hay acoplado a una m á quina, o pueden ser m ó viles guiados por rieles colocados en los techos de las naves industriales. Hay de dos tipos: Aparejo Factorial Aparejo Potencial Volver a Clasificaci ó n

16 Volver a Aparejos APAREJO FACTORIAL Cuando se combinan dos o m á s poleas m ó viles en una misma armadura, con igual cantidad de poleas fijas, tambi é n con una sola armadura tenemos un aparejo factorial F Ó RMULA: P = R : (2. n) Donde n = es el n ú mero de poleas m ó viles

17 Volver a Aparejos APAREJO POTENCIAL F Ó RMULA: P = R : 2 n Donde n = es el n ú mero de poleas m ó viles Cuando se combinan dos o m á s poleas m ó viles con una polea fija tenemos un aparejo potencial.

18 PLANO INCLINADO Una cuña, el pestillo del picaporte de una cerradura, una rampa, son máquinas simples del tipo del plano inclinado. En todas ellas pueden distinguirse dos superficies planas que forman un ángulo agudo. El plano inclinado puede presentarse o expresar tambi é n: Cu ñ aTornillo Volver a Clasificaci ó n o FORMULAS

19 Volver a Plano Inclinado CUÑA Se forma por dos planos inclinados opuestos, las conocemos com ú nmente como punta, su funci ó n principal es introducirse en una superficie. Ejemplos:

20 Volver a Plano Inclinado TORNILLO Plano inclinado enrollado, su función es la misma del plano inclinado pero utilizando un menor espacio. Ejemplos:

21 Volver a Plano Inclinado En el ejemplo vemos que el cuerpo se va a deslizar por el plano inclinado debido a la componente F 1 del peso del cuerpo G. Si queremos elevar este cuerpo mediante el plano inclinado debemos hacer una fuerza levemente superior a F 1 y no la equivalente al peso del cuerpo G. F 1 se calcula mediante la expresi ó n: F 1 = G. sen La función trigonométrica sen se puede obtener utilizando una calculadora científica.

22 TORNO Un torno es un cilindro que consta de una manivela que lo hace girar, de forma que nos permite levantar pesos con menos esfuerzo. Ejemplos: gr ú a, fon ó grafo, pedal de bicicleta, perilla, arranque de un auto antiguo, gr ú a, ancla, taladro manual. Volver a Clasificaci ó n FORMULAS

23 Se puede considerar como una palanca de primer grado cuyos brazos giran 360°. Con la mano giramos la manivela aplicando una fuerza F, el torno gira y la cuerda se enrolla en el cilindro a la vez que eleva la carga. Es una palanca cuyo punto de apoyo es el eje del cilindro y los brazos son la barra de la manivela y el radio del cilindro. F · B F = R · B R Como la longitud de la manivela es mayor que el radio del torno, la fuerza que hacemos con la manivela siempre ser á menor que la resistencia que levantamos. F Ó RMULA Volver a Torno

24 GUIA DE ESTUDIO 1)¿ Qu é es una m á quina simple? ¿ Cu á les son sus elementos? 2) ¿ Qu é es una palanca? Dibujar y escribir las f ó rmulas de los tres g é neros de palancas. 3) Dibujar y escribir las f ó rmulas de las siguientes m á quinas simples: a) Polea fija. b) Polea m ó vil. c) Aparejo factorial. c) Aparejo potencial. d) Plano inclinado. e) Torno. 4) Nombra cinco ejemplos de m á quinas simples que conozcas. 5) Investiga sobre ARQUIMEDES y sus aportes a la FISICA. Volver al í ndice

25 Problemas NIVEL 1 ¿ Cu á nto vale X para que la palanca est é en equilibrio? Siguiente

26 Problemas NIVEL 1 Calcula el valor de X para conservar el equilibrio de las palancas Siguiente

27 Problemas NIVEL 1 Determine si los siguientes sistemas está en equilibrio Siguiente

28 Problemas NIVEL 1 ¿Cuánto vale P? Un señor emplea una caña de pescar de 2 m de longitud. Qué fuerza aplica para mantener un pescado de 30Kg y toma la caña a 1,2 m del apoyo. Volver al í ndice

29 Problemas NIVEL 2 ¿Cuánto debe pesar el cuerpo colgado de la polea móvil para que el sistema quede en equilibrio? (Considera despreciable el peso de la polea y de la barra). Siguiente

30 Problemas NIVEL 2 El pintor se eleva mediante el aparejo del dibujo. Si su peso es de 80 Kg y el conjunto silla-poleas- tarro de pintura, etc. pesa 20 Kg. Determina el módulo de la fuerza que debe hacer para sostenerse. Siguiente

31 Problemas NIVEL 2 ¿Cuál es el valor de Q para que el sistema esté en equilibrio? Siguiente

32 Problemas NIVEL 2 ¿Cuál es el valor de P para que el sistema esté en equilibrio? Volver al í ndice

33 Denme un punto de apoyo y moveré el mundo (Arquimedes 287 – 212 a.c.) Es una de las m á ximas de la F í sica que sigue vigente a pesar de tanto tiempo, y que tambi é n forma parte (el principio al que hace referencia, que es la palanca) de las maquinas simples (el plano inclinado, la polea, la cu ñ a y el tornillo). Volver al í ndice


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