Máquinas Simples

---

Objetivos

Terminada la lección podrás:

• Diferenciar entre fuerza y esfuerzo.
• Identificar los tipos de máquinas simples.
• Identificar la ecuación de ventaja mecánica.

---

El esfuerzo

Las máquinas permiten realizar el mismo trabajo pero utilizando menos esfuerzo.Una máquina simple no crea ni produce energía. su caracteríatica principal es que realiza el trabajo utilizando la misma fuerza o menor fuerza que la ofrecida por la resistencia.

Tipos de máquinas simples

Hay discrepancia en la cantidad de máquinas simples. Algunos libros indican que son cinco (5), otros indican que son seis (6) y hasta pueden mencionarse siete (7). En esta página consideraremos las máquinas más importantes y explicaremos porqué son consideradas simples o compuestas ya que combinan características de otras máquinas simples. Hay que ser muy cuidadoso al clasificarlas y siempre dar una explicación que incluya por qué está clasificada de esta manera. Las máquinas consideradas en esta página son:

• palanca
• plano inclinado
• cuña
• polea
• rueda y eje
• tornillo
• engranajes

Palanca

Es un objeto sólido que tiene un pivote, un esfuerzo y una carga. Existen tres tipos de palancas y se clasifican por clase en: primera, segunda y tercera clase. Los ejemplos más comunes de palancas son el sube y baja, la carretilla y hasta una caña de pescar.

Polea

Es una rueda que se mueve utilizando una cuerda, cadenas o correas. Hay distintos tipos de poleas. Existe la polea fija y la suelta. Se utiliza para cambiar la dirección de la fuerza aplicada.

Plano inclinado

Es una superficie que tiene una forma triangular en pendiente y es utilizada para subir objetos. Su característica principal es que se forma utilizando un triángulo rectángulo, es decir que contiene un ángulo de 90 grados. El ejemplo más común es una rampa y las escaleras.

Tornillo

Es un perno que contiene un plano inclinado enrrollado. Se le aplica una fuerza para empujarlo y darle vuelta, de forma rota y se incrusta dentro de otro objeto. En algunas ocasiones se considera una modificación de un plano inclinado. Algunos ejemplos son los tornillos y las tuercas.

Rueda y eje

Este consiste en un eje central o perno y una pieza circular denominada rueda que gira al igual que su eje. Puede mover una carga haciendo menos fuerza. Un ejemplo común son las ruedas de los automóviles.

Engranajes

Los engranajes son ruedas con forma circular que contiene dientes o engranes y un eje. Por lo regular se consideran una máquina compuesta. Los dientes que poseen los engranajes pueden ser considerados cuñas debido a su forma. La forma circular donde se encuentran los engranajes se considera una rueda que también recibe el nombre de estrella. Es necesario colocar una cadena o polea para mover el engranaje. En algunas ocasiones se considera como un tipo de rueda y eje, sin embargo, en ocasiones también es considerado como una máquina simple. Aunque las leyes que describen su movimiento se ajustan a las de la rueda y eje y en ocasiones a las de las poleas. Un ejemplo común es la estrella de la bicicleta. La bicicleta es una máqujna compuesta porque contiene más de un ejemplo de máquina simple. Esta utiliza un pedal para mover su eje y una cadena para mover la estrella o engranaje trasero.

Cuña

Es una modificación del plano inclinado. Se compone de dos planos inclinados y su característica principal es que el triángulo que la forma no es rectángulo, es decir, no contiene un ángulo de 90 grados. Se utiliza para hacer una fuerza en dirección de la parte más aguda, quien golpea un objeto. La fuerza impartida es perpendicular a la dirección de rompimiento de las superficies en contacto. Un ejemplo muy común es la cuña para mantener abierta una puerta. Otro ejemplo muy frecuentemente utilizado es el hacha. Sin embargo, el hacha es una máquina compuesta porque tiene un mango que se convierte en una palanca para poder hacer el trabajo.

Ecuación

Ciertamente las máquinas simples tienen una relación importante entre el esfuerzo realizado y el trabajo rendido. La ecuación que se utiliza para explicar esta relación se llama ventaja mecánica:

VM= (R/F)

Donde VM es la ventaja mecánica, R es la fuerza de resistencia que a menudo se relaciona con su peso ( R = mg ) y F es la fuerza necesaria para mover el objeto. Amenudo es denominada como fuerza motriz.

Ejemplo: Ventaja mecánica

Problema

Una palanca del primer tipo necesita levantar un objeto cuyo peso es de 50 N. si la fuerza que se hace para levantarlo es de 10 N, ¿Cuánto es la ventaja mecánica?

Datos

peso o resistencia, R = 50N

fuerza motriz, F = 10N

desconocida, ventaja mecánica, VM =?

Ecuación

VM= (R/F)

Procedimiento

VM= 50N/10N

VM=5

Las unidades se cancelan y la ventaja mecánica es de 5. Esto significa que al usar la palanca se aplica 5 veces menos fuerza que la que en realidad se necesita para levantar el objeto. Para obtener información adicional sobre este tema puede utilizar los siguientes recursos.

Presentación

Presentación sobre máquinas simples

Maquinas simples principios from Elba Sepúlveda

Vídeo

Otros recursos

Algunas páginas que contienen información adicional sobre este tema son:

1. Profesor en linea
2. Concurso cnice
3. PPSK12
4. Webnode

---