APUNTS MÀQUINES SIMPLESQuè és una màquina?Una màquina és un objecte que ens ajuda a efectuar un treball d'una manera més còmoda, ràpida i descansada. Des del punt de vista tècnic, una màquina és un objecte capaç de transformar l'energia en un altre tipus d'energia.

Evolució de les màquinesLes primeres màquines eren simples rampes o plans inclinats i troncs per fer palanca i ajudar a desplaçar blocs de pedra.Posteriorment, la utilització de troncs col·locats sota de lloses va donar lloc a la invenció de la roda.El següent pas va ser la invenció de les rodes hidràuliques, les sínies, els batans, martinets, molins, etc. Aquestes màquines eren mogudes per animals o per la força de l'aigua o el vent.La revolució industrial amb la invenció de la màquina de vapor i la utilització del carbó com a font d'energia, va marcar un canvi molt important en la utilització i evolució de les màquines.Des de finals del segle XIX amb el descobriment de l'electricitat i l'ús del petroli com a font d'energia, junt amb la invenció dels motors elèctrics i els motors de combustió interna a dut a un ús massiu i imprescindible de les màquines.

Constitució d'una màquinaLes màquines poden ser:

simples, formades per una sola peça, per exemple una barra utilitzada com a palanca.

complexes i sofisticades formades per centenars o milers de peces com rellotges, cotxes, avions, etc.

En general les màquines complexes tenen dos parts: L'Estructura (carcassa) és part rígida que serveix de suport dels mecanismes

i de les forces que actuen a la màquina. Els mecanismes són les parts mòbils que transmeten moviments o forces

que actuensobre la màquina.

Tipus de moviments de les màquinesEls moviments que poden efectuar les màquines es poden agrupar de la següent manera:

Moviment rectilini és quan un objecte es desplaça en línia recta, pot ser: horitzontal, vertical o inclinat.

Moviment circular o curvilini és quan un objecte es desplaça en una trajectòria circular o corba.

Moviment alternatiu és un moviment rectilini o circular que canvia constantment de sentit.

Treball

El treball com l'energia es mesura amb Joules (J)

1 J = 1N * 1 m ;(1 Joule = 1 Newton * 1 metre)

Màquines simplesLes màquines simples són les constituïdes bàsicament per un sol element, s'apliquen per ampliar l'efecte d'una força i són la base per la construcció d'altres màquines.Les màquines simples ens faciliten la realització d'un treball. Les màquines simples fonamentals són:

La palanca El pla inclinat El cargol La politja

La palancaLa palanca és una barra rígida i que gira sobre un punt de suport anomenat fulcre, si en un dels extrems de la palanca s'aplica una força relativament petita es possible vèncer una resistència més gran situada a l'altre extrem.

Segons la física es fa un treball quan es desplaça un objecte mitjançant l'aplicació d'una força. Per tant el treball W és el producte de la força F per l'espai e recorregut.W = F· d

En una palanca a la distància entre el punt d'aplicació de la força o la resistència i el fulcre s'anomena braç.La formula general:

F · d1 = R · d2Tipus de palancaSegons la situació del fulcre respecte el punt d'aplicació de la força i la resistència tenim tres tipus de palanca.

Pla inclinatEl pla inclinat és una simple rampa que serveix per desplaçar objectes des d'un nivell a un altre més elevat. La força necessària per elevar un objecte des d'un punt a un altre superior ve donat perla següent expressió:F. L = P · h P= pes en Newtons ; Pes = m · g h= alçada en metresL = longitud del pla inclinat

La roda La roda va ser un dels grans descobriments de l'ésser humà.La roda permet desplaçar objectes pesats i voluminosos amb poc esforç i un gran estalvi d'energia.

Primer gènere

Segon gènere

Tercer gènere

La roda és la base d'altres màquines com el torn, el cargol, la manovella, les politges o els engranatges.

La politjaLa politja és una roda amb un canal en la seva paret circular, aquest canal permet el pas d'una corda o corretja per tal de transmetre força i moviment.

La corriola o politja fixa és una màquina simple que permet elevar pesos amb comoditat. En una corriola la força que cal aplicar per elevar el pes és igual a aquest, canvia la direcció en la aplicació de la força.F = R

La politja mòbil és un sistema format per dues politges una fixa i un altre mòbil unides per mitja d'una corda.La força que cal fer per elevar o moure un objecte és igual a la meitat de la resistència.F = R / 2

Si el sistema té més una politja mòbil la força és igual a la resistència entre el doble del nombre de politges mòbils .

F = R / 2n

n= nombre de politges mòbils