Máquina simple
Polea compuesta.
Una máquina simple es un artefacto mecánico que
transforma un movimiento en otro diferente, valiéndose de la fuerza recibida
para entregar otra de magnitud, dirección o longitud de desplazamiento
distintos a la de la acción aplicada.1
En una máquina simple se cumple la ley de la conservación
de la energía: (la energía ni se crea ni se destruye; solamente se transforma).
La fuerza aplicada, multiplicada por la distancia aplicada (trabajo aplicado),
será igual a la fuerza resultante multiplicada por la distancia resultante
(trabajo resultante). Una máquina simple, ni crea ni destruye trabajo mecánico,
sólo transforma algunas de sus características.
Máquinas simples son: la palanca, las poleas, el plano
inclinado, etc.
No se debe confundir una máquina simple con elementos de
máquinas, mecanismos o sistema de control o regulación de otra fuente de energía.
Índice [ocultar]
1 Enumeración de máquinas simples
2 Notas
3 Véase también
4 Enlaces externos
[editar]Enumeración de máquinas simples
En la palanca se cumple que D1 x F1 = D2 x F2
Rueda
Mecanismo de biela - manivela
Cuña
Palanca
Plano inclinado
Polea
Tuerca husillo
Esta lista, sin embargo, no debe considerarse definitiva
e inamovible. Algunos autores consideran a la cuña y al tornillo como
aplicaciones del plano inclinado; otros incluyen a la rueda como una máquina
simple; también se considera el eje con ruedas una máquina simple, aunque sean
dos de estas juntas por ser el resultado.
La cuña transforma una fuerza vertical en dos
horizontales antagonistas. El ángulo de la cuña determina la proporción entre
las fuerzas aplicada y resultante, de un modo parecido al plano inclinado.
La palanca es una barra rígida con un punto de apoyo, a
la que se aplica una fuerza y que, girando sobre el punto de apoyo, vence una
resistencia. Se cumple la conservación de la energía y, por tanto, la fuerza
aplicada por su espacio recorrido ha de ser igual a la fuerza de resistencia
por su espacio recorrido.
En el plano inclinado se aplica una fuerza para vencer la
resistencia vertical del peso del objeto a levantar. Dada la conservación de la
energía, cuando el ángulo del plano inclinado es más pequeño se puede levantar
más peso con una misma fuerza aplicada pero, a cambio, la distancia a recorrer
será mayor.
La polea simple transforma el sentido de la fuerza;
aplicando una fuerza descendente se consigue una fuerza ascendente. El valor de
la fuerza aplicada y la resultante son iguales, pero de sentido opuesto. En un
polipasto la proporción es distinta, pero se conserva igualmente la energía.
Tuerca husillo.
El mecanismo tuerca husillo trasforma un movimiento
giratorio aplicado a un volante o manilla, en otro rectilíneo en el husillo,
mediante un mecanismo de tornillo y tuerca. La fuerza aplicada por la longitud
de la circunferencia del volante ha de ser igual a la fuerza resultante por el
avance del husillo. Dado el gran desarrollo de la circunferencia y el
normalmente pequeño avance del husillo, la relación entre las fuerzas es muy
grande.
Todas las máquinas simples convierten una fuerza pequeña
en una grande, o viceversa. Algunas convierten también la dirección de la fuerza.
La relación entre la intensidad de la fuerza de entrada y la de salida es la
ventaja mecánica. Por ejemplo, la ventaja mecánica de una palanca es igual a la
relación entre la longitud de sus dos brazos. La ventaja mecánica de un plano
inclinado, cuando la fuerza actúa en dirección paralela al plano, es la
cosecante del ángulo de inclinación.
A menudo, una máquina consta de dos o más herramientas o
artefactos simples, de modo que las máquinas simples se usan habitualmente en
una cierta combinación, como componentes de máquinas más complejas. Por
ejemplo, en el tornillo de Arquímedes, una bomba hidráulica, el tornillo es un
plano inclinado helicoidal.
No hay comentarios:
Publicar un comentario