Definición de mecanismo
Las máquinas simples son dispositivos que pueden utilizarse para multiplicar o aumentar una fuerza que aplicamos, a menudo a expensas de una distancia a través de la cual aplicamos la fuerza. La palabra “máquina” viene del griego y significa “facilitar las cosas”. Palancas, engranajes, poleas, cuñas y tornillos son algunos ejemplos de máquinas. La energía se sigue conservando en estos dispositivos, ya que una máquina no puede realizar más trabajo que la energía que se introduce en ella. Sin embargo, las máquinas pueden reducir la fuerza de entrada que se necesita para realizar el trabajo. La relación entre las magnitudes de la fuerza de salida y la de entrada de cualquier máquina simple se denomina ventaja mecánica (AM).
Mecanismos mecánicos
Las máquinas simples son dispositivos con pocas o ninguna pieza móvil que facilitan el trabajo. Los alumnos conocen los seis tipos de máquinas simples -la cuña, la rueda y el eje, la palanca, el plano inclinado, el tornillo y la polea- en el contexto de la construcción de una pirámide, y adquieren conocimientos de alto nivel sobre herramientas que se han utilizado desde la antigüedad y que siguen utilizándose en la actualidad. En dos actividades prácticas, los alumnos comienzan a diseñar su propia pirámide realizando cálculos de materiales y evaluando y seleccionando un lugar de construcción. Las seis máquinas simples se examinan con mayor profundidad en las siguientes lecciones de esta unidad.
¿Por qué los ingenieros se interesan por las máquinas simples? ¿Cómo ayudan estos dispositivos a los ingenieros a mejorar la sociedad? Las máquinas simples son importantes y comunes en nuestro mundo actual en forma de dispositivos cotidianos (palancas, carretillas, rampas de carretera, etc.) que los individuos, y especialmente los ingenieros, utilizan a diario. Los mismos principios físicos y ventajas mecánicas de las máquinas simples que utilizaban los ingenieros de la antigüedad para construir pirámides son los que emplean los ingenieros de hoy en día para construir estructuras modernas como casas, puentes y rascacielos. Las máquinas simples proporcionan a los ingenieros herramientas adicionales para resolver los retos cotidianos.
Mecanismos
Máquinas simples¿Cuántas máquinas simples puedes encontrar en el Museo Real de Columbia Británica? Los seres humanos han utilizado máquinas simples durante miles de años. Desde cortar leña hasta cazar y cocinar, utilizamos máquinas simples para reducir nuestra carga de trabajo. Las máquinas simples disminuyen la cantidad de fuerza necesaria para mover un objeto. Por ejemplo, levantar una roca pesada puede parecer imposible al principio, pero cuando se utiliza una palanca, la tarea resulta más fácil. Las máquinas simples se siguen utilizando en todo el mundo, en la industria y el trabajo, en el transporte, en la vivienda e incluso en el ocio.
Una máquina compuesta utiliza varias máquinas simples. Una bicicleta es un ejemplo de máquina compuesta. Utiliza rueda y eje (las ruedas), polea (la cadena) y palanca (los pedales). Las máquinas simples están en tantos lugares que es imposible pasar un día sin utilizar una.
Explora las máquinas simples en el Museo Real de Columbia Británica. Encuentra ejemplos de máquinas simples en las colecciones y galerías del museo. Pasee por su cuenta o reserve un Laboratorio de Aprendizaje de Máquinas Simples. Si no puedes venir en persona, puedes encontrar ejemplos de máquinas simples en el Museo Real de Columbia Británica en el Portal de Aprendizaje.
Mecanismo planar
La cuña (divisor de troncos o cuchilla)Se utiliza para convertir una fuerza aplicada en la dirección del movimiento de la cuña en una acción de división que actúa en ángulo recto con la cuchilla. Suele utilizarse para partir, cortar o levantar objetos pesados en función del ángulo de los lados de la cuña.
La rueda y el eje (volante o destornillador)Combina una rueda con un eje central fijo que asegura que ambos deben girar juntos. Una pequeña fuerza aplicada en el borde de la rueda se convierte mediante la rotación en una fuerza más potente en el eje más pequeño. Este efecto puede invertirse aplicando una gran fuerza en el eje más pequeño, lo que da lugar a una fuerza menor en el borde de la rueda más grande con una velocidad de rotación mucho mayor.
El tornillo (gato de coche estilo tijera o enrollador de ventanas)La rotación de un eje roscado puede convertirse en un movimiento en cualquier dirección a lo largo del eje de rotación dependiendo de la dirección de su rosca en espiral. Un tornillo actúa como un “plano inclinado” que se ha enrollado alrededor de un eje. Se suelen utilizar con engranajes o como mecanismo de fijación.
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