REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER PARA LA EDUCACIÓN

U.E. P. “CUMANAGOTO”PALO VERDE- CARACAS

Elaborado por:Lic. Vladimir Caraballo

PALO VERDE, MARZO DE 2011

ÍNDICE

Pág.Introducción 3

Máquinas simples 4

La palanca 4

La polea 6

Plano inclinado 8

Torno 9

Actividades de Evaluación (autoevaluación) 9

Glosario 10

Referencias (Bibliografía) 11

INTRODUCCIÓN

La siguiente guía, comprende el primer tema del programa de la asignatura

Estudios de La Naturaleza: Las máquinas simples. En tú vida cotidiana, estas rodeado

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y usas este tipo de “máquinas”; pero, sabes ¿cómo funcionan? ¿Por qué las usas?.

Para responder a estas interrogantes (preguntas) las páginas que tienes en tus manos

tienen como finalidad el servir como orientación básica sobre lo que denominamos

“Máquinas Simples”. Se presenta el concepto de lo que son este tipo de máquinas, sus

elementos, sus tipos y la utilidad de estas en nuestra vida diaria (aplicabilidad). Es

importante, que no te quedes sólo con lo que se dice y plantea en estas páginas, pues

la información es muy resumida y tu trabajo como ESTUDIANTE es investigar y

aprender; y no sólo ser un receptor de información. En ese sentido, encontrarás en las

referencias varias páginas web, libros y otras fuentes de información con los que podrás

ampliar la información presentada y así ampliar tus conocimientos.

MÁQUINAS SIMPLES

“Dadme un punto de apoyo y moveré el mundo”Arquímedes (ca. 287 a. C. – ca. 212 a. C.)

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Una máquina simple es un dispositivo en el que tanto la energía que se

suministra como la que se produce se encuentran en forma de trabajo mecánico y todas

sus partes son sólidos o estructuras rígidas. Es decir,  es un artefacto o

equipo mecánico que transforma una fuerza   aplicada en otra resultante, modificando la

magnitud de la fuerza, su dirección, la longitud de desplazamiento o una combinación

de ellas. Son tipos de máquinas simples la rueda, la palanca, la polea simple, el tornillo,

el plano inclinado, el polipasto, el torno y la cuña

Elementos de una Máquina Simple

˗ Punto de apoyo o fulcro (PA): Es el punto, eje o superficie sobre la cual

influyen la fuerza resistente (resistencia) y la fuerza motriz (potencia)

˗ Resistencia (R): Fuerza que tenemos que vencer.

˗ Potencia (P): Fuerza que tenemos que aplicar para vencer a la resistencia (R)

Tipos de Maquinas Simple

Palanca Polea Plano Inclinado Torno

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 (figura 1).

Figura 1. Esquema de una palanca.

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Elementos de una Palanca

˗ Punto de apoyo o fulcro (PA) ˗ Resistencia (R): Fuerza que tenemos que vencer; ˗ Potencia (P): Fuerza que tenemos que aplicar˗ Brazo de resistencia (br): Distancia entre el punto en el que aplicamos

la resistencia y el (fulcro).˗ Brazo de Potencia (bp): Distancia entre el punto en el que aplicamos

la potencia y el punto de apoyo (fulcro).

La palanca se puede clasificar de acuerdo a la combinación de los puntos de

aplicación de la potencia y la resistencia  con respecto a la posición del fulcro,

pudiéndose obtener tres tipos de palancas:

Palanca de primer grado: Se obtiene cuando colocamos el fulcro (PA) entre la

potencia (P) y la resistencia (R). Como ejemplos clásicos podemos citar la pata de

cabra, el balancín o los alicates (figura 2).

Figura 2. Diagrama de una palanca de primer grado.

Palanca de segundo grado. Este tipo de palanca se obtiene cuando colocamos la

resistencia (R) entre la potencia (P) y el fulcro (PA). Según esto el brazo de resistencia

(BR) siempre será menor que el de potencia (BP), por lo que el esfuerzo (potencia)

será menor que la carga (resistencia). Como ejemplos se puede citar el cascanueces, la

carretilla o la perforadora de hojas de papel (figura 2b).

Figura 2b. Diagrama de una palanca de segundo grado: El cascanueces.

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Palanca de tercer grado. Se obtiene cuando ejercemos la potencia (P) entre el fulcro

(PA) y la resistencia (R). Esto trae consigo que el brazo de resistencia (BR) siempre

sea mayor que el de potencia (BP), por lo que el esfuerzo siempre será mayor que la

carga (caso contrario al caso de la palanca de segundo grado). Ejemplos típicos de este

tipo de palanca son las pinzas de depilar (figura 2c).

Figura 2c. Diagrama de una palanca de tercer grado: Pinza de depilar.

Polea

La polea es un tipo de máquina simple que está compuesta por tres elementos:

una rueda o disco sólido, un cable o cuerda y un anclaje con el que se une la rueda a

un punto fijo de apoyo (figura 3). La polea sirve para elevar pesos a una cierta altura. Al

tener una rueda o disco acanalado, la cuerda que se hace pasar se le puede fijar una

carga (peso) en uno de sus extremos, la cual se eleva aplicando una fuerza al otro

extremo. Por esto, 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, este tipo de polea se llama polipasto (figura 3a).

Esta máquina, es un conjunto de poleas combinadas de tal forma que podemos elevar

un gran peso haciendo muy poca fuerza. Este dispositivo, está compuesto de una polea

fija y una polea móvil. La polea fija solo gira cuando se tira de la cuerda y la polea móvil

gira a la vez que se desplaza hacia arriba.

El uso de una polea lo podemos apreciar, por ejemplo, cuando un obrero o

constructor “sube” bloques, cemento u otros objetos a los edificios en construcción o

cuando deseamos sacar agua de un pozos o cuando un mecánico “debe” sacar el

motor de un carro para arreglarlo (figura 3b).

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Figura 3. Esquema de una Polea Simple.

Figura 3a. Estructura de una polea tipo Polipasto.

A B C DFigura 3b. Usos de la polea. A) Sacar agua de un pozo, B) Obrero elevando cemento.

C) Polipasto Manual de Cadena. D) Winche polipasto industrial.

El Plano Inclinado

El este tipo de “máquina” es una superficie plana que forma con otra un ángulo

muy agudo; es decir, mucho menor de 90º). En la naturaleza aparece en forma de

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rampa (Jiménez, s/f), pero nosotros los seres humanos lo hemos adaptado a nuestras

necesidades haciéndolo móvil, como en el caso del hacha o del cuchillo (figura 4).

Figura 4. Elementos de un plano inclinado

A B

Figura 4a. Usos de un plano inclinado o rampa. A) Uso teórico, B) Uso prácticoTorno

También conocido como cabrestante es un tipo de máquina simple formada por

un cilindro horizontal provisto (que tiene) una manivela. Este cilindro se apoya sobre

dos soportes laterales y lleva una curda, soga o cable envuelta (enrollada) a su

alrededor. Ejemplo de este tipo de maquina es el “winche” o el cilindro para subir agua

(Figura 5).

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Figura 5. Trabajo con torno.

AUTOEVALUACIÓN

1. ¿Qué se entiende por fuerza? ¿Qué se entiende por trabajo?

2. ¿Qué es una máquina simple? ¿Cuáles son sus elementos?

3. Haz un diagrama o esquema sobre los tipos de máquina simples.

4. ¿Qué es el brazo de potencia y brazo de resistencia de una palanca? ¿Cómo se

clasifican las palancas?

5. ¿Qué es el plano inclinado? ¿Cuáles son sus ventajas?

6. Piensa, ¿qué tipo de máquina simple puede ser: Un tobogán, un subibaja, una

tijera y un alicate?.

7. Piensa y responde: ¿Qué tipo de máquina simple puede ser un tornillo?

GLOSARIO

Cabestrante: Es una máquina simple igual que el torno pero con el eje vertical.

Energía: Capacidad de un cuerpo para realizar un trabajo.

Magnitud: En Física, una magnitud se refiere a toda propiedad de los cuerpos que

puede medirse como por ejemplo el volumen, la presión, la temperatura, el tiempo, etc.

Fuerza: Es toda acción capaz de hacer cambiar el estado de movimiento o de reposo

de un objeto o producir deformaciones de él.

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Peso: En física, es la medida de la fuerza que ejerce la gravedad sobre un cuerpo

determinado. Se mide se mide a través de un dinamómetro y su unidad en el sistema

internacional es el newton (1N = 0,102 Kg-f).

Potencia: Fuerza que se aplica para hacer funcionar una máquina.

Resistencia: Respecto a las máquinas, fuerza que se opone a la acción de éstas.

Trabajo: El trabajo se define como el proceso a través del cual una fuerza que actúa

sobre un cuerpo, produce el desplazamiento del mismo

Trabajo mecánico: Se define como el producto de la proyección de la fuerza sobre el

desplazamiento.

REFERENCIAS

Definicion ABC (2008). Peso. Consultada el 13/03/2011 http://www.definicionabc.com/economia/peso.php

Jiménez, J. (s/f). El plano inclinado. Versión en línea. http://8vobasico.iespana.es/plano%20inclinado.html . Consultada: 11/03/2011.

Profesor en Línea (s/f). Máquinas Simples. http://www.profesorenlinea.cl/fisica/MaquinasSimples.htm. Consultada el 11/03/2001

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Proverbio, F. y Marín, R. (2002). Estudios de la Naturaleza 7. Editorial Santillana. 1ra. Reimpresión 2004. Pp192.

MecanESO (2005). Las máquinas simples. http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material107/operadores/ope_palanca.htm . Consultada el 11/03/2001

Wikipedia (2011). Máquinas simples. http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_simple . Consultada el 11/03/2001

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