HISTORIA DE LA PALANCA

El descubrimiento de la palanca y su empleo en la vida cotidiana proviene de la época prehistórica. Su empleo cotidiano, en forma, está documentado desde el tercer milenio a. . –en sellos cilíndricos de Mesopotamia– hasta nuestros días. El manuscrito más antiguo que se conserva con una mención a la palanca forma parte de la Sinagoga o Colección matemática de Pappus de Alejandría, una obra en ocho volúmenes que se estima fue escrita alrededor del año 340. Allí aparece la famosa cita de Arquímedes:

FUERZA DE UNA PALANCA

• La potencia; : es la fuerza que aplicamos voluntariamente con el fin de obtener un resultado; ya sea manualmente o por medio de motores u otros mecanismos.
• La resistencia; : es la fuerza que vencemos, ejercida sobre la palanca por el cuerpo a mover. Su valor será equivalente, por el, a la fuerza transmitida por la palanca a dicho cuerpo.
• La fuerza de apoyo: es la ejercida por el fulcro sobre la palanca. Si no se considera el peso de la barra, será siempre igual y opuesta a la suma de las anteriores, de tal forma de mantener la palanca sin desplazarse del punto de apoyo, sobre el que rota libremente.

• Brazo de potencia; Bp: la distancia entre el punto de aplicación de la fuerza de potencia y el punto de apoyo.
• Brazo de resistencia; Br: distancia entre la fuerza de resistencia y el punto de apoyo.

LEY DE LA PALANCA

Esta expresión matemática representa una proporción inversa entre la "potencia" y su brazo por un lado y la "resistencia" y el suyo por el otro. Por tanto, para una "resistencia" dada, aumentos de la "potencia" obligan a disminuir su brazo, mientras que aumentos del brazo de potencia supondrán disminuciones de su intensidad.

Por esta razón es lo mismo emplear una potencia de 8  y un brazo de potencia de 0,25, que una "potencia" de 0,5  y un brazo de potencia de 4 , pues su producto es equivalente. Algunas otras posibilidades las podemos ver en la tabla siguiente:

TIPOS DE PALANCA

Palanca de primer grado, como la de la figura, el punto de apoyo está situado entre la fuerza aplicada y la resistencia. La balanza romana es una palanca de primera especie.

palanca de primer grado

Palancas de segundo grado, el punto de apoyo se sitúa en un extremo de la barra, la fuerza se aplica en el otro extremo, y la fuerza resistente o carga en una posición intermedia. Un cascanueces es un ejemplo de este tipo de palanca.

palanca de segundo grado

palancas de tercer Grado, el punto de apoyo se sitúa en un extremo de la barra, la fuerza resistente en el otro extremo, y la fuerza se aplica en una posición intermedia

palanca de tercer grado

HISTORIA DE LA POLEA

Una polea, también llamada garrucha, carrucha, trocla, terrícola o carrillo, es una máquina simple que sirve para transmitir una fuerza. Se trata de una rueda, generalmente maciza y acanalada en su borde, que, con el concurso de una cuerda o cable que se hace pasar por el canal ("garganta"), se usa como elemento de transmisión para cambiar la dirección del movimiento en máquinas y mecanismos. Además, formando conjuntos —aparejos o polipastos— sirve para reducir la magnitud de la fuerza necesaria para mover un peso, variando su velocidad.

Según definición de Hatón de la Goupillière, «la polea es el punto de apoyo de una cuerda que moviéndose se arrolla sobre ella sin dar una vuelta completa» actuando en uno de sus extremos la resistencia y en otro la potencia.

La única nota histórica sobre su uso se debe a Plutarco, quien en su obra Vidas paralelas (. 100 a. .) relata que Arquímedes, en carta al rey Hierón de Siracusa, a quien lo unía gran amistad, afirmó que con una fuerza dada podía mover cualquier peso e incluso se jactó de que si existiera otra Tierra yendo a ella podría mover ésta. Hierón, asombrado, solicitó a Arquímedes que realizara una demostración. Acordaron que el objeto a mover fuera un barco de la armada del rey, ya que Hierón creía que éste no podría sacarse de la dársena y llevarse a dique seco sin el empleo de un gran esfuerzo y numerosos hombres. Según relata Plutarco, tras cargar el barco con muchos pasajeros y con las bodegas repletas, Arquímedes se sentó a cierta distancia y halando la cuerda alzó sin gran esfuerzo el barco, sacándolo del agua tan derecho y estable como si aún permaneciera en el mar.

PARTES DE LA POLEA

Esta compuesta por tres partes:

1. La llanta: Es la zona exterior de la polea y su constitución es esencial, ya que se adaptará a la forma de la correa que alberga.
2. El cuerpo: Las poleas estarán formadas por una pieza maciza cuando sean de pequeño tamaño. Cuando sus dimensiones aumentan, irán provista de nervios y/o brazos que generen la polea, uniendo el cubo con la llanta.
3. El cubo: Es el agujero cónico y cilíndrico que sirve para acoplar al eje. En la actualidad se emplean mucho los acoplamientos cónicos en las poleas, ya que resulta muy cómodo su montaje y los resultados de funcionamiento son excelentes.

POLEA SIMPLE FIJA

La manera más sencilla de utilizar una polea es colgar un peso en un extremo de la cuerda, y tirar del otro extremo para levantar el peso. 

Una polea simple fija no produce una ventaja mecánica: la fuerza que debe aplicarse es la misma que se habría requerido para levantar el objeto sin la polea. La polea, sin embargo, permite aplicar la fuerza en una dirección más conveniente. 

POLEA MÓVIL

Una forma alternativa de utilizar la polea es fijarla a la carga un extremo de la cuerda al soporte, y tirar del otro extremo para levantar a la polea y la carga. 

La polea simple móvil produce una ventaja mecánica: la fuerza necesaria para levantar la carga es justamente la mitad de la fuerza que habría sido requerida para levantar la carga sin la polea. Por el contrario, la longitud de la cuerda de la que debe tirarse es el doble de la distancia que se desea hacer subir a la carga. 

POLEA COMPUESTA O POLIPASTO

Existen sistemas con múltiples de poleas que pretenden obtener una gran ventaja mecánica, es decir, elevar grandes pesos con un bajo esfuerzo. Estos sistemas de poleas son diversos, aunque tienen algo en común, en cualquier caso se agrupan en grupos de poleas fijas y móviles: destacan los polipastos: 

El polipasto (del latín polipasto, y éste del griego πολύσπαστον), es la configuración más común de polea compuesta.En un polipasto, las poleas se distribuyen en dos grupos, uno fijo y uno móvil. En cada grupo se instala un número arbitrario de poleas. La carga se une al grupo móvil. 

10 MAQUINAS SIMPLES Y COMO FUNCIONAN

 

CUÑA

La cuña es un plano inclinado que se mueve. Las cuñas son anchas en la base y llegan a una punta fina, diseñadas para empujar objetos separados. Los tenedores, cuchillos, ralladores de queso y peladores de vegetales todos utilizan cuñas afiladas paracortar y afeitar los alimentos. Las uñas de metal, hachas, abrecartas y alfileres también son ejemplos de este tipo de máquina 

TORNILLO

Una palanca es una tornillo es un plano inclinado envuelto alrededor de un eje. Los tornillos facilitan el trabajo para subir y bajar objetos, así como para mantenerlos juntos. Aparte de los tornillos de metal, esta máquina también es parte de tapas de los frascos, bombillas, abridores de botellas y taladros

PALANCA 

arra o plano que gira sobre un punto central llamado punto de apoyo. Mira las sierras, pinzas, tijeras y corta uñas, que son ejemplos de esta máquina simple. Las palancas se encuentran comúnmente en el marco de los dispositivos más complejos, sin embargo. Por ejemplo, un par de tijeras utiliza dos palancas (cada mango) y tres cuñas, para mantener los mangos juntos y para cada borde de la cuchilla.

POLEA

Una polea es un sistema que utiliza una rueda y una cuerda para cambiar la dirección de la fuerza, lo que le permite levantar un objeto tirando hacia abajo, en lugar de tirar hacia arriba. Las poleas se encuentran en muchos tipos diferentes de máquinas y pueden utilizar separa mover objetos pequeños y grandes. Las ventanas, las máquinas universales de peso y los pozos viejos son basados en sistemas de poleas. Las astas también se basan en las poleas para permitir a la gente colgar objetos muy por encima de su alcance.

RUEDAS Y EJES

Como una palanca, una rueda funciona por rotación alrededor de un fulcro, en este caso, el eje. Los automóviles, juguetes, ventiladores y carretes de pesca, usan ruedas y ejes. Las bisagras de las puertas son también un ejemplo de este dispositivo - la parte redondeada de la bisagra es una rueda alargada. En las puertas interiores, el lado unido a la pared y el lado conectado a la puerta tienen ruedas múltiples que giran alrededor de un eje común.simple.

ENGRANAJE

Los engranajes son ruedas dentadas o vinculado malla juntos para transmitir el movimiento y la fuerza. En cualquier par de engranajes de la más grande girará más lentamente que el más pequeño, sino que rotan con mayor fuerza. Cada equipo en una serie invierte el sentido de giro del arte anterior. 

TORNO

Es un cilindro atravesado por un eje, que se encuentra unido a un soporte o base fija. El eje central está conectado por uno de sus extremos a un manubrio sobre el que se aplica la potencia que hace girar la barra cilíndrica donde se enrolla una cuerda, mecate o cadena que conduce la resistencia.

TRINQUETE

Un trinquete es un dispositivo que permite una rueda gire en una sola dirección. La rueda dentada tiene una forma especial los dientes. Una barra sobre un eje llamado el "trinquete" se fija por encima de la rueda dentada. Las diapositivas trinquete sobre los dientes de la llave en una dirección, pero bloquea el movimiento de los dientes si la rueda gira en sentido contrario.

LEVA

Una leva es una rueda con protuberancias en forma de sobre el mismo. Cámaras a menudo están conectadas a las barras, palancas, o los resortes. En el viaje de la gravedad de martillo se muestra aquí, las protuberancias en la leva de empuje hacia abajo girando en el extremo de la palanca por lo que es levantar el martillo y otra vez

PIÑÓN Y CREMALLERA

Un solo engranaje, el piñón, engrana con un dentado guía deslizable. Esta combinación convierte el movimiento rotatorio a un lado a otro movimiento. Limpiaparabrisas en los automóviles son impulsados por un mecanismo de cremallera y piñón. Un piñón pequeño en la base del limpiador mallas con un bastidor de deslizamiento de abajo. 

QUE SON MAQUINAS SIMPLES

Son aparatos destinados a equilibrar unas fuerzas con otras y trasladar el punto de aplicación de unas aplicando ligeramente la intensidad de otras. En toda máquina simple se distinguen dos fuerzas:

 Resistencia, que es la aplicada al cuerpo que se quiere mover

 Potencia, que representa la fuerza que debe actuar a fin de equilibrar la resistencia del cuerpo y desplazar su punto de aplicación.

Se puede medir el trabajo de las máquinas calculando el producto de la fuerza por la distancia re­corrida, en su misma dirección. Por ejemplo, si una persona levanta una caja que pesa diez kilogramos a una altura de un metro y medio, ha hecho diez kilogramos por un metro y medio, o sea quince kilográmetros de trabajo.

Hoy en día existen máquinas de todas clases y tamaños, pero no importa cuán complejas puedan parecer, todas ellas son una combinación de vanas máquinas sim­ples o modificaciones dé una máquina simple. Por máquina simple se entiende una máquina que se mueve por una sola fuerza.

Hay seis máquinas simples: la palanca, el torno, la polea, el plano inclinado, el tornillo y la cuña.

Palanca.- Es una barra rígida que puede girar libre­mente alrededor de un punto de apoyo o de un eje, por la acción de dos fuerzas, la resistencia y la potencia y que se usa para mover cargas pesa­das.

Arquímedes, des­cubrió la ley de la palanca y dijo “Dadme una palanca y un punto de apoyo y moveré el mundo”.

La barra rota alrededor de un punto fijo llamado punto de apoyo o ful­cro. El punto de aplicación de la resistencia es el lugar donde se ubica la carga a mover. El punto donde se aplica la fuerza para mover la carga es el punto de aplicación de la potencia. Cuanto más cerca de la carga esté el fulcro, menor fuerza se realiza para mover la carga.

La fuerza rotatoria es directamente proporcional a la distancia entre el fulcro y la fuerza aplicada. Por ejemplo, una masa de 1 Kg que está a 2m del fulcro equivale a una masa de 2 Kg a una distancia de 1 m del fulcro.

MAQUINAS SIMPLES

QUE ES UNA MAQUINA

Las máquinas son conjuntos de piezas (fijas y móviles) que realizan un trabajo determinado. Son inventadas por el hombre buscando reducir el esfuerzo necesario para realizar una actividad, y llegan a realizar cosas que serían imposibles para las capacidades humanas.

Las máquinas por definición dirigen, regulan o transforman la energía para aprovecharla según las necesidades. Por ejemplo, la bicicleta es una máquina que dirige la energía desde los pies del usuario hasta la rueda para dar movimiento y obtener una ventaja mecánica en comparación con desplazarse caminando.

Generalmente, las máquinas se pueden dividir en tres sistemas:

Motor: componente de la máquina que transforma la energía de entrada en movimiento, generando la energía motriz necesaria para que la máquina funcione.

Mecanismo: sistema configurado para transmitir el movimiento de un punto a otro modificándolo de acuerdo a las necesidades de la máquina.Bastidor: es el chasis o parte fija de la máquina y se encarga de dar soporte a las otras piezas.De acuerdo al tipo de motor o fuente de energía de las máquinas, éstas se pueden clasificar en diferentes grupos:

Máquinas manuales: la fuente de energía es el hombre, como en la bicicleta o la máquina de moler.Máquinas eléctricas: el motor usa la energía eléctrica para generar movimiento como en la licuadora o el ventilador.Máquinas hidráulicas: usan como fuente de energía un fluido (agua, aire, entre otros), como las turbinas o los molinos de viento.

Máquinas térmicas: a partir de temperatura generan movimiento, por ejemplo la máquina de vapor.Hoy en día, hemos desarrollado máquinas para cumplir un sinnúmero de funciones. Cada vez se busca optimizar las máquinas para que hagan su función en menos tiempo, consumiendo menos energía y reduciendo la intervención humana.