Máquinas Simples 7° Año Profesor Alonso Guerrero Física Matemática CIDEP Colegio Santa Margarita La Ribera de Belén

Máquina Simple Una máquina simple es una máquina que no puede ser desarmada más sin que deje de ser máquina. Las máquinas ayudan a simplificar las labores del hombre. Hay varias máquinas simples: La palanca La polea El plano inclinado El torno La cuña El tornillo La rueda

La Palanca La palanca más común es la palanca de barra. Es de la forma: Tiene cinco elementos: P: fuerza de potencia o fuerza que aplicamos (Newtons) R: fuerza de resistencia o carga que movemos (Newtons) bp: brazo de potencia (m) bR: brazo de resistencia (m) A: punto de apoyo o fulcro

Ventaja Mecánica de la Palanca La ventaja mecánica es un número que indica cuántas veces la fuerza P es incrementada para mover la carga. Hay dos formas de calcularla: VM = R ÷ P VM = bp ÷ bR Por ejemplo si la ventaja mecánica de la palanca es 8, la fuerza que la persona aplique será aumentada 8 veces.

Ecuaciones de Palancas Las ecuaciones son:

Ejemplo 1 Calcule: La ventaja mecánica La fuerza de potencia Se tienen los valores de la fuerza de resistencia, el brazo de potencia y el brazo de resistencia. Entonces calcularemos la ventaja mecánica con bp y bR: VM = bp ÷ bR = 3 ÷ 1 = 3 (RECORDAR QUE NO TIENE UNIDADES) ¡O sea, la fuerza que apliquemos será aumentada tres veces! Para la fuerza de potencia usaremos Así: P = 12 ÷ 3 = 4 Newtons (es una fuerza) También pudimos haber usado la ecuación ¡Compruébalo!

Ejemplo 2 Calcule: La ventaja mecánica El brazo de potencia Se tienen los valores de la fuerza de resistencia, la fuerza de potencia y el brazo de resistencia. Entonces calcularemos la ventaja mecánica con P y R: VM = R ÷ P = 20 ÷ 10 = 2 (RECORDAR QUE NO TIENE UNIDADES) ¡O sea, la fuerza que apliquemos será aumentada dos veces! Para el brazo de potencia usaremos Así: bp = 5 x 2 = 10 metros (es una distancia) También pudimos haber usado la ecuación ¡Compruébalo!

Tipos de Palanca Hay tres tipos: De primer género De segundo género De tercer género

Palanca de Primer Género Esta palanca tiene el punto de apoyo entre las fuerzas P y R. Ejemplos: subibaja, tijeras, alicate.

Palanca de Segundo Género Esta palanca tiene la fuerza R entre el punto de apoyo y la fuerza P. Ejemplos: el carretillo, el rompenueces, el destapa botellas

Palanca de Tercer Género Esta palanca tiene la fuerza P entre el punto de apoyo y la fuerza R. Ejemplos: la engrapadora, la caña de pescar, el brazo humano.

Poleas Hay dos tipos de poleas: Polea fija: Polea móvil: Ésta funciona como una palanca de primer género, el punto de apoyo A está entre las fuerzas de potencia P y la de resistencia R. En la polea fija: P = R. Polea móvil: Ésta funciona como una palanca de segundo género, la fuerza de resistencia R está entre el punto de apoyo A y la fuerza de potencia P. En la polea móvil: P = R/2.

Plano Inclinado Es una máquina simple que se acostumbra representar en forma de triángulo rectángulo. En el plano inclinado el trabajo es el mismo para llegar a una altura determinada. Entre más largo el plano, menor la fuerza aplicada y viceversa. Se usa la fórmula de trabajo, fuerza y distancia.

Ejemplo de Plano Inclinado Recordar que el trabajo es el mismo para los tres tramos. Por ejemplo W = 1000 J. La fuerza aplicada en el tramo 1 es: F1 = 1000 ÷ 50 = 20 N La fuerza aplicada en el tramo 2 es: F2 = 1000 ÷ 25 = 40 N La fuerza aplicada en el tramo 3 es: F3 = 1000 ÷ 5 = 200 N Se confirma que entre más largo el trayecto, menor será la fuerza aplicada y viceversa.

Torno Es otro tipo de máquina simple. Está compuesto por un cilindro de madera o metal que gira alrededor de un eje fijo con una manivela o rueda la cual gira y arrolla una cuerda que sube el peso.

Tornillo El tornillo utiliza el principio del plano inclinado. Se puede comparar con una escalera de caracol. Entre más empinada la escalera más esfuerzo se requiere para subirla, igual aplica para el tornillo cuando se hace fuerza para atornillar.

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