Maquinas simples

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MÁQUINAS SIMPLES

M
áquina. – Se denomina máquina simple a todo dispositivo que tenga la capacidad de transmitir la acción de las fuerzas, aumentándolas o disminuyéndolas, así también modifica su módulo, dirección y sentido.
Las máquinas no crean energía, ayudan a realizar el trabajo con mayor eficiencia, ahorrando esfuerzo, trabajo yenergía del usuario.
Dentro de estos mecanismos tenemos: palancas, poleas, sistemas de poleas, tornos y planos inclinados con sus respectivas aplicaciones; juegan un papel muy importante en la industria moderna.

* Fuerza aplicada (FA). – Fuerza, cuya acción va a transmitir a la máquina para modificar la intensidad y dirección.
* Fuerza resistiva (FR). – Fuerza real o efectiva que serátransmitida por la máquina para ser modificada.
* Ventajas mecánicas (VM). – Las ventajas mecánicas pueden ser: teóricas o ideales y reales o experimentales, y se definen como la relación entre la fuerza resistiva y la fuerza aplicada en equilibrio. VM=FR/FA.
* Ventaja mecánica teórica (VMT). – Es la que se define considerando la máquina desprovista de fricción solo considerando su diseño, lasmismas que se pueden calcular por medio de la estática.
* Ventaja mecánica práctica (VMP). – Se obtiene cuando ella se encuentra en funcionamiento, los valores de FR y FA, dependen de su propia masa, fricción y diseño. Una máquina será mejor cuanto más se aproxime su VMP a su VMT dando un mejor rendimiento y eficiencia.
Al aplicar el principio de conservación de energía a la máquina:trabajo de entrada es igual al trabajo contra el rozamiento más trabajo de salida.
* Eficiencia (E). – Es la relación existente entre la VMP y VMT o entre el trabajo de salida para el trabajo de entrada, en términos de una potencia de entrada para una potencia de salida.

E = VMP/VMT E = Ts/Te E = Ps/Pe

Como se vela eficiencia siempre es menor de la unidad, por esta razón se debe expresar en porcentaje denominado rendimiento.
R = VMP/VMT x 100

En toda máquina desprovista de fricción, el trabajo efectuado por la fuerza aplicada debe ser igual al trabajo de la fuerza resistiva o resultante para cualquier desplazamiento de las partes móviles de la máquina, ya que una máquina no puede crear ni destruirenergía.
FR x dR = FAxdA
Te = Ts

FA
VM
E (1)

FR
FR
FR(N)

Teorema. – La VM de una máquina compuesta es el producto de la VM de las máquinas simples que lo constituyen.
Ej. Una máquina compuesta de tres máquinas simples (M1, M2 y M3). Si Fa es la fuerza aplicada en M1 esta máquina la transforma en una fuerza resultante FR.

Una máquina no es una fuente de energía, para que trabajese le debe suministrar energía. El trabajo mecánico realizado por una máquina se llama trabajo suministrado y el trabajo mecánico efectuado por la máquina sobre el cuerpo se llama trabajo ejecutado.

Palancas. – Palanca es una barra rígida, que puede girar alrededor de un apoyo si queremos levantar un peso.

Para levantar un peso se tomará instintivamente de barras colocando en el cuerpo parahacer apoyo en el punto de apoyo, para ir cambiando de lugar hasta conseguir levantarlo con la mínima fuerza.
Para comprobar que verdaderamente se aplica la fuerza mínima se debe colocar momentos y para que esté en equilibrio debe ser nulo.

FR x dR = FA X dA

De acuerdo a la posición de los elementos: apoyo, distancias y fuerzas a lo largo de una barra sólida, se consigue dividir a laspalancas en 3 géneros.

Las palancas de primer género son aquellas cuyo punto de apoyo esta entre FR (peso) y la fuerza aplicada (FA). Ej. Tijeras.

m
FA
FR

Las palancas de segundo género son aquellas cuyo punto de apoyo está en el extremo de la barra y la fuerza resistiva (FR) esta entre el apoyo y la fuerza aplicada (FA). Ej. Carretilla, remos.
m
FA

FR

Mientras que las de...