Maquinas Simples (Fisica)

MAQUINAS SIMPLES Y SU EFICIENCIA

El hombre siempre ha buscado como realizar un trabajo de manera más cómoda y que le posibilite ejercer una fuerza mayor a la que podría aplicar solo con sus músculos. Para ello, ha construido desde herramientas sencillas llamadas maquinas simples hasta maquinas complejas, cuyo funcionamiento parte del principio en el cual se basan las maquinas simples.

Unamaquina simple es un dispositivo que se usa para cambiar la magnitud y/o la dirección en que se aplica una fuerza. Su característica principal es que transmite la fuerza en modo directo, tal es el caso de la palanca, el plano inclinado, la polea y el torno. El tornillo y la cuña a veces se consideran maquinas simples, pero en realidad son aplicaciones del plano inclinado. En las maquinas complejasla transmisión se efectúa mediante mecanismos combinados en un sistema formado por un número mayor o menor de maquinas simples. Es importante señalar que una maquina simple o una compleja no realizan un trabajo menor, solo lo hace más fácil. Sin embargo, la mayoría proporciona una ventaja mecánica, misma que se presenta cuando el peso levantado (fuerza de salida); en este caso, se dice que lamaquina es multiplicador de las fuerzas. Una maquina simple o compleja no tiene fuente de energía propia; por ello, es necesario suministrarle un trabajo, llamado de entrada, para que pueda modificar, por medio de un trabajo llamado de salida, la posición, estado de movimiento o forma de los cuerpos, acuñar monedas o estampar sellos con un troquel fabricado con un bloque de acero grabado, prensaralgodón, laminar materiales, entre otras cosas.

CUANTIFICACION DE LA VENTAJA MECANICA

La ventaja mecánica (Vm) de una maquina simple se calcula al dividir el valor del peso o carga levantada que recibe el nombre de fuerza de salida (Fs), entre valor de la fuerza aplicada para levantar dicho peso llamada fuerza de entrada (Fe), su modelo matemático es:
Fs
Vm=Fe

Es virtud de la importancia que tienen las maquinas simples por su aplicación en nuestra vida cotidiana, revisemos cada una de ellas.

PALANCA

Una palanca, consiste normalmente en una barra o en una varilla rígida, de madera o metal, que se hace girar sobre un punto fijo denominado fulcro o punto de apoyo. Cuando se requiere levantar un cuerpo pesado, se le coloca en el extremo máscorto para reducir su brazo de palanca, mientras que la fuerza aplicada se colocara a la mayor distancia posible del punto del apoyo o fulcro, de tal manera que su brazo de palanca sea el mayor y la fuerza necesaria que se debe aplicar para levantar el cuerpo sea del menor valor posible. Revise el ejemplo que se presenta en resolución de problemas.

Existen tres tipos de palancas dependiendodel lugar donde se localice el fulcro o punto de apoyo, la fuerza aplicada a la carga o resistencia. En las llamadas de primer genero, el punto de apoyo se localiza entre la fuerza aplicada y la carga o resistencia, tal es el caso de utilizar un sacaclavos o unas tijeras ; en estas se combinan dos palancas.
En las palancas de segundo genero, la resistencia se localiza entre el punto de apoyo y lafuerza aplicada, tal es al caso de un destapador de refrescos, una carretilla o un cascanueces.
En las palancas de tercer genero, es la fuerza aplicada la que se encuentra localizada entre el punto de apoyo y la resistencia, por ejemplo, una pinza para sujetar pan o hielo y la pala.

PLANO INCLINADO

Un plano inclinado consta simplemente de una rampa, es decir, una superficie plana con ángulomucho menor de 90º respecto al suelo o eje horizontal.
El plano inclinado se utiliza cuando es necesario subir cajas, muebles, refrigeradores, animales, barriles u otros cuerpos a un camión de carga o a cierta altura de una casa o una construcción, pues siempre será más fácil subir un cuerpo a través de un plano inclinado en lugar de levantarlo de modo vertical, ya que la fuerza aplicada será...