Maquinas simples

MÁQUINAS SIMPLES Palanca
Fuerza 1P

Regla de la palanca
ESTADO DE EQUILIBRIO

carga · brazo de la carga = fuerza · brazo de la fuerza

2P · s

=

P · 2s
Fuerza 1P

Carga 2P Brazo de la carga Brazo de la fuerza Carga 2P

Recorrido de la carga Recorrido de la fuerza Brazo de la carga Brazo de la fuerza 2s

NO HAY EQUILIBRIO

s

MÁQUINAS
• En la TÉCNICA: dos grandes grupos demáquinas (1) MÁQUINA QUE DAN FUERZA, transformando la energía primaria en aquella forma de energía que se trata de alcanzar. Incluyen máquinas de vapor, motores, generadores de energía eléctrica etc. (2) MÁQUINA QUE EFECTÚAN TRABAJO, partiendo de la energía que se les suministra. Incluyen máquinas que accionan herramientas de diversos tipos, montacargas, bicicletas, etc.
(máquinas puramentemecánicas: aquellas en las que la energía suministrada, como la transformada, son de naturaleza mecánica, caracterizadas por la presencia de partes móviles.

MÁQUINAS SIMPLES
Los elementos que componen una máquina se pueden reducir a ciertos tipos fundamentales, o máquinas simples, del tipo de la palanca y del tipo del plano inclinado.

el alzaprima
• El alzaprima es una palanca muy simple, cuyaacción se ilustra en la siguiente figura:

MÁQUINAS SIMPLES Plano inclinado
Plano inclinado

MÁQUINAS SIMPLES Acción de una cuña
La fuerza aplicada F1 se equilibra con las fuerzas F2 y F3 provocadas en el obstáculo. Para un ángulo ϕ de la cuña se cumple la relación: F3 = ½ F1 /(sen ϕ/2) = F2 Por lo tanto, con una cuña de ángulo pequeño se pueden vencer resistencias mucho mayor que si elángulo es grande.
F2 F1 F3

Cuña

Al partir madera con un hachazo, F1 es la fuerza de inercia del hacha móvil, actuando ésta como cuña.

1

MÁQUINAS SIMPLES el tornillo
• El tornillo es un plano inclinado arrollado en forma de una hélice. En la cabeza del tornillo actúa una fuerza F1 con un brazo r. Sea s el paso del tornillo y F2 la resistencia del obstáculo, en una vuelta completa, elpunto de aplicación de la fuerza F1 recorre el camino 2πr, efectuando un trabajo 2πr F1 , igual al trabajo realizado contra la fuerza de resistencia F2, la cual recorre un camino s. Se tiene 2πr F1 = F2 · s Por lo tanto la fuerza F1 vence una resistencia F2 tanto mayor cuanto más largo es el brazo r con el cual actúa y cuanto más pequeño es el paso s del tornillo.

MÁQUINAS SIMPLES Prensa

Reglade la mecánica

F1 · s1 = F2 · s2 r = 0,6 m P = 6 mm F1 = 180 N; F2 = ¿? = 113100 N

MÁQUINAS SIMPLES Prensa

Rueda prensador

PRENSA

Ruedas lateralmente móvibles

Rueda de carrera

manilla tuerca

Rueda de transmisión Tuerca Tornillo

tornillo

Material a prensar

PRENSAS PRENSA

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MÁQUINAS SIMPLES

Regla de la mecánica PRENSA HIDRÁULICA F1 s1 A1 s2 A2
r2

F1 · A2= F2 · A1 s1 · A1 = s2 · A2 F2

MÁQUINAS SIMPLES Acción de una rueda
Para obtener un movimiento de avance hacia la izquierda, la rueda ha de girar alrededor del punto P. La fuerza F2 de tracción debe producir un momento de giro M2 = r2 · F2 alrededor del punto P, por lo menos tan grande como el momento opuesto M1 = r1 · F1 de la fuerza F1 relativa al peso del cuerpo ; por lo cual F2 = r1 F1 /r2 . Por lo tanto, la fuerza de tracción puede ser tanto más pequeña cuanto mayor sea r2 , es decir cuanto mayor sea el radio r de la rueda . Ruedas grandes giran también más lentamente para una velocidad de avance dada, por lo que el rozamiento en el eje es también más pequeño.

F2 r r1

F1

P

MÁQUINAS SIMPLES Rueda dentada como palanca
50 200
El sistema de ruedas dentadas ilustradoestá en equilibrio en las condiciones indicadas. La fuerza F2 de 150 N aplicada a la manivela de 350 mm produce en la pequeña rueda dentada de 50 mm de brazo una fuerza de 1050 N;

MÁQUINAS SIMPLES Las poleas fijas Polea fija

Z

150 · 0,350 = 1050 · 0,050
Esta fuerza de 1050 N que actúa en Z sobre la rueda grande, cuyo brazo es de 200 mm, equilibra la fuerza de 3000 N aplicada al eje,...