Área de educaciÓn para el trabajo · la rueda, la palanca, la polea simple, el tornillo, el plano...
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Institución Educativa Internacional
ÁREA DE EDUCACIÓN PARA EL TRABAJO
FICHA DE TRABAJO N° 7
“Recursos Tecnológicos”
seGundo DE SECUNDARIA
SECCIÓN: “ ”
ALUMNO:
I.E. Internacional 2
Educación Para el Trabajo. Segundo de Secundaria
RECURSOS TECNOLÓGICOS
Máquinas simples utilizadas en los sistemas de producción: palancas, rueda, engranajes,
poleas, piñones.
Máquinas motorizadas utilizadas en los sistemas de producción.
MÁQUINAS SIMPLES
Se denominan máquinas a ciertos aparatos o dispositivos que se utilizan para transformar o
compensar una fuerza resistente o levantar un peso en condiciones más favorables.
Cuando la máquina es sencilla y realiza su trabajo en
un solo paso nos encontramos ante una máquina
simple. Muchas de estas máquinas son conocidas
desde la prehistoria o la antigüedad y han ido
evolucionando incansablemente (en cuanto a forma y
materiales) hasta nuestros días.
Algunos inventos que cumplen las condiciones
anteriores son: cuchillo, pinzas, rampa, cuña, polea
simple, rodillo, rueda, manivela, torno, hacha, pata de
cabra, balancín, tijeras, alicates, llave fija.
Es decir, realizar un mismo trabajo con una fuerza
aplicada menor, obteniéndose una ventaja mecánica.
Las primeras máquinas eran sencillos sistemas que facilitaron a hombres y mujeres sus labores,
hoy son conocidas como máquinas simples.
La rueda, la palanca, la polea simple, el tornillo, el plano inclinado, el polipasto, el torno y la
cuña son algunas máquinas simples. La palanca y el plano inclinado son las más simples de todas
ellas.
En general, las maquinas simples son usadas para multiplicar la fuerza o cambiar su dirección,
para que el trabajo resulte más sencillo, conveniente y seguro.
Ejemplos de máquinas simples
Palanca
Una palanca es, en
general, una barra
rígida que puede girar
alrededor de un punto
fijo llamado punto de
apoyo o fulcro.
La fuerza que se aplica se suele denominar fuerza motriz o potencia y la fuerza que se vence se
denomina fuerza resistente, carga o simplemente resistencia.
Conocida máquina simple: la palanca
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CONDICIÓN DE EQUILIBRIO DE LA PALANCA
La condición para que una palanca se mantenga en equilibrio es que la suma de los momentos
de la fuerza motora y de la resistencia sea nula. O sea:
F . a = R . b donde a y b son las distancias al fulcro, F la fuerza motora y R la resistencia
Potencia x brazo de potencia = Resistencia x brazo de resistencia.
De este operador derivan multitud de máquinas muy empleadas por el ser humano: cascanueces,
alicates, tijeras, pata de cabra, carretilla, remo, pinzas.
CLASES DE PALANCAS
Según la posición de sus elementos las palancas se clasifican en:
Palancas de primer género: el punto de apoyo está entre la fuerza motriz y la fuerza
resistente.
Palanca de segundo género: la fuerza resistente está entre el punto de apoyo y la fuerza
motriz.
Palanca de tercer género: la fuerza motriz está entre el punto de apoyo y la resistencia.
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Polea
La polea sirve para elevar pesos a una cierta altura. Consiste en una rueda
por la que pasa una cuerda a la que en uno de sus extremos se fija una carga,
que se eleva aplicando una fuerza al otro extremo. Su función es doble,
puede disminuir una fuerza, aplicando una menor, o simplemente cambiar
la dirección de la fuerza. Si consta de más de una rueda, la polea amplifica
la fuerza. Se usa, por ejemplo, para subir objetos a los edificios o sacar agua
de los pozos.
Polipasto Polea pasto, polipasto o aparejo: Formado por tres o más poleas en línea o
en paralelo, se logra una disminución del esfuerzo igual al número de
poleas que se usan.
Un polipasto es una combinación de poleas fijas y móviles recorridas por
una sola cuerda que tiene uno de sus extremos anclado a un punto fijo
Es un mecanismo que se utiliza para levantar o mover una carga aplicando
un esfuerzo mucho menor que el peso que hay que levantar.
Rueda Máquina simple más importante que se conoce, no se sabe quién y cuándo
la descubrió o inventó; sin embargo, desde que el hombre utilizó la rueda
la tecnología avanzó rápidamente, podemos decir que a nuestro alrededor
siempre está presente algún objeto a situación relacionado con la rueda, la
rueda es circular.
Plano inclinado El plano inclinado permite levantar una carga mediante una rampa
o pendiente. Esta máquina simple descompone la fuerza del peso
en dos componentes: la normal (que soporta el plano inclinado) y
la paralela al plano (que compensa la fuerza aplicada). De esta
manera, el esfuerzo necesario para levantar la carga es menor y,
dependiendo de la inclinación de la rampa, la ventaja mecánica es
muy considerable.
Al igual que las demás máquinas simples cambian fuerza por distancias. El plano inclinado se
descubre por accidente ya que se encuentra en forma natural, el plano inclinado es básicamente
un triángulo donde su utiliza la hipotenusa, la función principal del plano inclinado es levantar
objetos por encima de la Horizontal.
El plano inclinado puede presentarse o expresar también como cuña o tornillo.
Cuña
Se forma por dos planos inclinados opuestos, las conocemos
comúnmente como punta, su función principal es introducirse en una
superficie.
Ejemplo: Flecha, hacha, navaja, desarmado, picahielo, cuchillo
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Tornillo
Plano inclinado enrollado, su función es la misma del plano inclinado
pero utilizando un menor espacio.
Ejemplos: escalera de caracol, carretera, saca corcho, resorte, tornillo,
tuerca, rosca.
Nivel o torno
Máquina simple constituida por un cilindro en donde enredar una cuerda
o cadena, se hace girar por medio de una barra rígida doblada en dos
ángulos rectos opuestos. Como todas las máquinas simples el torno
cambia fuerza por distancia, se hará un menor esfuerzo entre más grande
sea el diámetro.
Ejemplos: grúa, fonógrafo, pedal de bicicleta, perilla, arranque de un
auto antiguo, grúa, ancla, taladro manual.
En todas las máquinas simples se cumple la ley llamada ley de las máquinas simples:
Producto de una fuerza motriz por su brazo = producto de la fuerza resistente por el suyo
F x f = R x r
Es decir, para poder aplicar menos fuerza, tiene que aumentar la distancia
Engranaje
Engranaje es una rueda o cilindro dentado empleado para
transmitir un movimiento giratorio o alternativo desde una parte
de una máquina a otra. Un conjunto de dos o más engranajes que
transmite el movimiento de un eje a otro se denomina tren de
engranajes. Los engranajes se utilizan sobre todo para transmitir
movimiento giratorio, pero usando engranajes apropiados y piezas
dentadas planas pueden transformar movimiento alternativo en
giratorio y viceversa.
Es, básicamente, una rueda con el perímetro totalmente cubierto
de dientes. El tipo más común de rueda dentada lleva los dientes
rectos (longitudinales) aunque también las hay con los dientes curvos, oblicuos...
Piñon
En mecánica, se denomina piñón a la rueda de un mecanismo
de cremallera o a la rueda más pequeña de un par de ruedas dentadas, ya
sea en una transmisión por engranaje,1cadena de transmisión o correa de
transmisión. También se denomina piñón tensor a la rueda dentada
destinada a tensar una cadena o una correa dentada de una transmisión.
En una etapa de engranaje, la rueda más grande se denomina «corona»,
mientras que en una transmisión por cadena como la de una bicicleta, la rueda mayor se
denomina «plato».
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Es lo mismo Engranaje que Piñon? Tanto engranajes como piñones son ruedas dentadas; sin embargo, la funcionalidad de cada uno es diferente. Los engranajes se entrelazan con otros engranajes para transferir directamente la potencia. En contraste, los piñones utilizan una cadena para conducir indirectamente a otra rueda dentada. Uno de los ejemplos más comunes de uso del piñón es en una bicicleta. A pesar de esta diferencia, el diseño fundamental de un engranaje y el piñón es similar
EJERCICIOS
1. Dos niños se sientan en un balancín. Uno pesa tres veces más que el otro. ¿Dónde se debe colocar el que pesa menos para que ambos puedan balancearse. 2. ¿Qué tipo de palanca es una pala? ¿Y unas tijeras? ¿Por qué las tijeras de cortar papel tienen las hojas más largas y el mango corto, mientras que en las de podar ocurre al revés? 3. Clasifica los siguientes objetos en palancas de primera, de segunda y de tercera clase. Sitúa la respuesta debajo de cada uno.
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4. Un cortaúñas es una ingeniosa herramienta que resulta de combinar dos tipos de palancas. Identifique
su clase, márquelas en el dibujo.
***Links de interés ***
http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material022/
http://auladetecnologias.blogspot.com/2011/04/ejercicios-interactivos-de-engranajes.html
Máquinas compuestas
Cuando no es posible resolver un problema técnico en una sola etapa hay que recurrir al empleo
de una máquina compuesta, que no es otra cosa que una sabia combinación de diversas
máquinas simples, de forma que la salida de cada una de ellas se aplica directamente a la entrada
de la siguiente hasta conseguir cubrir todas las fases necesarias.
Si analizamos un taladro de sobremesa podremos ver que es una máquina compuesta formada
por varios mecanismos: uno se encarga de crear un movimiento giratorio, otro de llevar ese
movimiento del eje del motor al del taladro, otro de mover el eje del taladro en dirección
longitudinal, otro de sujetar la broca, etc.
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En la práctica la totalidad de las máquinas empleadas en la actualidad son compuestas, y
ejemplos de ellas pueden ser: polipasto, motor de explosión interna (diesel o gasolina),
impresora de ordenador, bicicleta, cerradura, lavadora, video.
Prácticamente todos los artefactos a que apelamos diariamente son, en realidad, forma más o
menos complejas de máquinas compuestas. El reproductor de blu - ray o la motocicleta, las
impresoras y las máquinas de secar la ropa. El mundo no sería lo que es sin el inapreciable trabajo
de las maquinas compuestas.
La máquina compuesta es, así, la sucesora necesaria de la maquina simple. Porque en el
terreno de las maquinas las cosas no funcionan como saben hacerlo en el seres vivos; en el mundo
material el todo no es otra cosa más que la correcta suma de las partes.
Mecanismos de transmisión. Transmiten movimientos y fuerzas producidos por un elemento
motriz (o motor) a otro punto, venciendo una resistencia. Entre ellos podemos diferenciar:
Los que transmiten movimiento y fuerza de modo lineal: la palanca, el plano inclinado, la cuña
y el tornillo, como ejemplos de máquinas simples, y la polea y el polipasto como ejemplo de
máquinas complejas.
Los que transmiten el movimiento y la fuerza de forma circular, como los sistemas de poleas
con correa, los sistemas de engranajes y el tornillo sin fin.
Mecanismos de transformación: transforman entre sí movimientos rectilíneos y circulares. Son
ejemplos de estos mecanismos la polea-manivela, el piñón-cremallera, el tornillo-tuerca, etc.
***Links de interés ***
http://centrodeartigos.com/articulos-utiles/article_107567.html
http://www.esi2.us.es/~fabio/TransASP.pdf
ACTIVIDAD: A) Analice estos aparatos simples y responda: ¿Qué fin se persigue con su invención? ¿Cuáles
son el mecanismo o los mecanismos simples en que se basa su funcionamiento?
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B) Identifique los tipos de mecanismos que aparecen en los siguientes aparatos.
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Máquinas Motorizadas
Las máquinas son accionadas generalmente por medios mecánicos, químicos, térmicos o
eléctricos, y están motorizados con frecuencia. Históricamente, una herramienta motorizada
también requiere partes en movimiento para clasificar como una máquina, sin embargo, el
advenimiento de la tecnología de la electrónica ha llevado al desarrollo de herramientas de
potencia y sin partes que se consideran máquinas de movimiento.
Los ejemplos incluyen vehículos, sistemas electrónicos, máquinas moleculares, computadoras,
televisión y radio.
Etimología
La máquina palabra deriva del latín machina, que a su vez deriva del griego.
Un motor, es una máquina diseñada para convertir energía en el movimiento mecánico útil. Los
motores de calor, incluyendo los motores de combustión interna y motores de combustión externa
se queman un combustible para generar calor, que luego se utiliza para crear el movimiento. Los
motores eléctricos convierten la energía eléctrica en movimiento mecánico, motores neumáticos
utilizan aire comprimido y otros, tales como juguetes de cuerda utilizan energía elástica.
REVOLUCIÓN INDUSTRIAL
La "Revolución Industrial" fue un período de 1750 a 1850 donde los cambios en la agricultura,
la manufactura, la minería, el transporte y la tecnología tuvieron un profundo efecto en las
condiciones sociales, económicas y culturales de la época. Se inició en el Reino Unido, y
posteriormente se extendió por toda Europa Occidental, América del Norte, Japón y, finalmente,
el resto del mundo.
A partir de la última parte del siglo 18, se inició una transición en partes de trabajo previamente
el manual de Gran Bretaña y de la economía basada en tracción animal para máquina de
fabricación de base. Todo comenzó con la mecanización de la industria textil, el desarrollo de las
técnicas de fabricación de hierro y el aumento del uso del carbón refinado.
MECANIZACIÓN Y AUTOMATIZACIÓN
La mecanización está proporcionando los operadores humanos con maquinaria que les ayuda con
las exigencias musculares de trabajo o desplaza el trabajo muscular. En algunos campos, la
mecanización incluye el uso de herramientas de mano. En el uso moderno, tales como en
ingeniería o economía, la mecanización implica maquinaria más compleja que las herramientas
de mano y no incluiría dispositivos simples, tales como un caballo sin reductor o un molino de
burro. Los dispositivos que provocan los cambios de velocidad o modificaciones o de
movimiento alternativo al movimiento rotatorio, utilizando medios tales como engranajes, poleas
o roldanas y correas, ejes, levas y bielas, por lo general se consideran máquinas. Después de
electrificación, cuando la mayoría de pequeña maquinaria ya no era alimentada a mano, la
mecanización era sinónimo de máquinas motorizadas.
La automatización es el uso de sistemas de control y las tecnologías de la información para
reducir la necesidad de trabajo humano en la producción de bienes y servicios. En el ámbito de
la industrialización, la automatización es un paso más allá de la mecanización. Mientras que la
mecanización ofrece a los operadores humanos con maquinaria para ayudarles con los requisitos
musculares del trabajo, la automatización reduce considerablemente la necesidad de requisitos
sensoriales y mentales humanos también. Automatización juega un papel cada vez más
importante en la economía mundial y en la experiencia diaria.