Palancas:Una maquina es un conjunto de dispositivos sencillos que realizan trabajo.La palanca es un maquina simple.Es una maquina porque es capaz de multiplicar la fuerza y es simple porque esta compuesta de muy pocos elementos:una barra rigída y un punto de apoyo.
Tipos de palancas:Segun la posicion relativa de la fuerza,de la resistencia y del punto de apoyo, las palancas se clasifican en tres tipos:
- Palanca de primer grado
-Palanca de segundo grado
-Palanca de tercer grado
Palancas articuladas: Uniendo varias palancas con union moviles se construyen mecanismos complejos que pueden realizar funciones mas complicadas,como la del vehículo elevador de la derecha.
Poleas y polipastos
Para levantar una carga se puede hacer tirando de ella hacia arriba pero suele ser incomodo y esta limitada la altura de elevacion.
La polea es una rueda con una hendidura en la llanta por donde se introduje una cuerda o una correa.
Un polipasto es un conjunto de poleas combinadas de tal forma que nos permite elevar un gran peso haciendo muy poca fuerza.
Torno: Un torno es un cilindro que consta de una manivela que lo hace girar,de forma que es capaz de levantar pesos con menos esfuerzo.Se puede considerar como una palanca de primer grado cuyos brazos giran 360º.
P.Bp = R.Br
Plano inclinado,cuña y tornillo
Plano inclinado es una rampa que sirve para elevar cargas realizando menos esfuerzos.
- R=peso del hipopotamo=8000 N
- a= altura =1m
-b=distancia recorrida=2m---->P=8000 . 1 partido de 2 =4000N
Cuña
La cuña es un plano inclinado doble,donde la fuerza que se aplica perpendicular a la base se transmite multiplicada a las caras de la cuña.
Tornillo
El tornillo es un plano inclinado,pero enrollado sobre un cilindro.Cuando se aplica presion y se enrosca,se multiplica la fuerza aplicada.
Mecanismos de transmision
Trabajo por engranajes:los engranajes son ruedas que tienten dientes en todo su perímetro externo y engarzan tunos con otras.
Transmision por correa: La correa conduce el moviento de una polea a otra.
Transmision por cadena y catalina:Los los eslabones de una cadena se acoplan a los dientes de una rueda.
Transmision por engranajes:
El numero de dientes de un engranaje por su velocidad es igual al numero de dientes de la rueda con la que engrana por la velocidad angular a la que mueve esta
Trabajo por correa
Es un mecanismo compuesto de una correa que conduce el movimiento de una polea a otra.
Como puedes deducir,la polea pequeña gira al doble de velocidad porque tiene la mitad de tamaño.
Transmision por cadena
-Tornillo sin fin y rueda
Esotra forma de relación de movimiento pero aquí los ejes son perpendiculares los unos a los otros.
La rosca del sin fin engrana con la rueda dentada, y esta avanza un diente, es muy simple su funcionamiento para que la rueda dentada de una vuelta el sin fin tienen que dar tantas vueltas como dientes tienen la rueda, es decir si una rueda tiene 60 dientes el sin fin tendrá que dar 60 vueltas para que de una vuelta la rueda.
Pero nunca la rueda podrá mover el tornillo.
Relacion de transmision
Al transmitir un movimiento también se transmite energía, y esta se usa para elevar una carga, o mover otro mecanismo a más o menos velocidad.
La relación de transmisiones por lo tanto el cociente de las velocidades de dos elementos que se mueven y se representan por r .
Las relaciones de transmisión las hemos ido viendo en los apartados, ahora vamos a explicar el concepto de velocidad motriz y conducida.
Trenes de mecanismos
Son la unión de varios mecanismos simples, pueden ser de tres formas:
Sistema de transmisión reductor
Si tuviéramos que unir una polea a un engranaje la polea conducida tendría que ser mayor y en su eje se colocaría el engranaje que es menor de radio y este engrana por cadena con otro.
Este dibujo funciona de tal manera que la 1º polea roja engrana con la 2º y la hace girar esta tiene colocado en su eje un engranaje azul que engrana con otro engranaje azul más grande de manera que cuando la motriz de 1 vuelta la conducida da media esto hace que la que lleve aplicada de medio por ser la mitad que la conducida y esta hace que la grande azul de solo un cuarto de vuelta.
Tren de poleas
Cuándo queremos reducir la velocidad utilizaremos un tren de poleas él del dibujo funciona de la siguiente manera:
Todo empieza con la n1 que tramite el movimiento a la n2 esta tiene incorporado en su eje a una n2' que hace que gire la N3, esta tiene acoplado a su eje una rueda n3' que le transmite el movimiento a la n4 con esto hemos reducido la velocidad, por que de que n1 da una vuelta n2 da media y al pasarle la vuelta a n2' da 1 este se la pasa a n3 con media este se la pasa a n3' con media y se la pasa a n4 con media se reduce la velocidad entre 2.
ara aumentar la velocidad se pueden utilizar los engranajes o poleas acopladas de mayor a menor.
Cuando la rueda 1 da una vuelta al pasarle el movimiento a las dos hace que esta de dos vueltas y al dar una vuelta la 2 la 3 da dos vueltas, por lo que cuando la 1 da una vuelta la 2 a dado 2 y la 3 a dado 4 y cuando la 2 da una vuelta la 1 ha dado media vuelta mientras que la 3 ha dado 2 vueltas, y cuando la tres ha dado una vuelta la 2 ha dado media y la uno solo un cuarto de vuelta, por lo que desde la grande a la pequeña se ha multiplicado la velocidad.
Mecanismos de transformación
Estos mecanismos cambian los movimientos como de lineal a circular y al revés, de alternativo a circular, los más importantes son:
Piñón de cremallera
Se suele utilizar para transformar el movimiento circular en lineal o a la inversa.
Esta compuesto por un engranaje, llamado piñón, y una barra dentada. Los dientes del piñón engranan en los de la barra, de forma que cuando el piñón gira la barra se desplaza lineal mente, también puede ser de al revés.
Husillo-tuerca
Es un eje roscado (husillo) y una tuerca con la misma rosca que el eje. Al girar la tuerza la rosca se desplaza lineal mente sobre el husillo, y también se puede al revés, que al girar el husillo gire la tuerca
mecanismos de transformacion de movimiento circular a alternativo
Son dos barras articuladas, de forma que una gira y la otra se desplaza, la barra que gira es la manivela y la otra es la biela, transforma el circular en alternativo y vaivén, los pasos son:
1º- La manivela gira y donde se une la biela y la manivela se abre, empujando a la barra.
2º- Cuando biela y manivela están alineadas, la barra ya ha llegado al máximo desplazamiento posible.
3º- La manivela sigue girando, la biela se inclina y la barra retrocede.
4º- La biela retrocede hasta que se superpone a la manivela y se invierte el movimiento lineal.
Esto es importante para los siguientes apartados.
1º- La manivela gira y donde se une la biela y la manivela se abre, empujando a la barra.
2º- Cuando biela y manivela están alineadas, la barra ya ha llegado al máximo desplazamiento posible.
3º- La manivela sigue girando, la biela se inclina y la barra retrocede.
4º- La biela retrocede hasta que se superpone a la manivela y se invierte el movimiento lineal.
Esto es importante para los siguientes apartados.
Excéntrica
Convierte el movimiento circular en alternativo, y al revés. La excéntrica es una rueda que tiene una barra rígida unida en un punto con el perímetro.
Es una manivela con forma circular, por lo que es parecido al sistema biela-manivela
Convierte el movimiento circular en alternativo, y al revés. La excéntrica es una rueda que tiene una barra rígida unida en un punto con el perímetro.
Es una manivela con forma circular, por lo que es parecido al sistema biela-manivela
El cigüeñal
Transforma a la vez el movimiento de giro en movimientos alternativos
Es un mecanismo formado por la unión de manivelas acopladas a las bielas.
Leva y seguidor
Es un mecanismo formado por la unión de manivelas acopladas a las bielas.
Leva y seguidor
Transforma el movimiento de giro en lineal alternativo.
Al girar acciona un elemento y este que no esta unido hace moverlo de forma alternativa.
La leva con forma de ovoide hace girar a la rueda loca y al subir la leva por la punta hace subir al muelle y al lápiz que tienen hay dentro acoplado al eje.
Las maquinas termicas
Hasta ahora hemos visto máquinas simples, ahora vamos a estudiar las máquinas que transforman la energía térmica en energía mecánica, osea a ser el movimiento, estas son las máquinas térmicas.
Según como realizan la combustión se clasifican en:
Combustión externa: la maquina de vapor
El combustible se quema fuera del motor, como en el caso de la máquina de vapor.
Combustión interna:la maquina de vapor
Queman el combustible dentro de una máquina como el motor del coche.
Son más eficientes al producirse el calor dentro de la máquina, y se pierde menos energía.
El motor de cuatro tiempos
Es el más usado en lo referente a la combustión interna, y el que más se usa es el de los coches, para que dé energía un motor necesita combustible y aire ( oxígeno para quemar)
El motor de dos tiempos
Es un motor más sencillo, se suele utilizar en motos, corta césped... Al igual que el otro admite combustible, lo comprime , lo explota y expulsa los gases, pero solo en 2 fases.
El motor diésel
El combustible es el gasoil y no existe bujía. La mezcla del aire y combustible llega a comprimirse tanto que llega a los 600º C , y esa es la temperatura a la que explota la mezcla de por sí sin necesidad de la bujía.
Motores para volar
Famosos y fracasados fueron los inventos que hizo Leonardo Da Vinci para construir máquinas voladoras, hace 200 años unos hermanos llamados Montglofier lograron el dicho objetivo, construyeron un globo aerostático , que vuela por que el aire caliente pesa menos que el frío. Pero el 1º avión que logro despegar fue el de los hermanos Wright en el 1903.
Principio de acción y reacciónAl girar acciona un elemento y este que no esta unido hace moverlo de forma alternativa.
La leva con forma de ovoide hace girar a la rueda loca y al subir la leva por la punta hace subir al muelle y al lápiz que tienen hay dentro acoplado al eje.
Las maquinas termicas
Hasta ahora hemos visto máquinas simples, ahora vamos a estudiar las máquinas que transforman la energía térmica en energía mecánica, osea a ser el movimiento, estas son las máquinas térmicas.
Según como realizan la combustión se clasifican en:
Combustión externa: la maquina de vapor
El combustible se quema fuera del motor, como en el caso de la máquina de vapor.
Combustión interna:la maquina de vapor
Queman el combustible dentro de una máquina como el motor del coche.
Son más eficientes al producirse el calor dentro de la máquina, y se pierde menos energía.
El motor de cuatro tiempos
Es el más usado en lo referente a la combustión interna, y el que más se usa es el de los coches, para que dé energía un motor necesita combustible y aire ( oxígeno para quemar)
El motor de dos tiempos
Es un motor más sencillo, se suele utilizar en motos, corta césped... Al igual que el otro admite combustible, lo comprime , lo explota y expulsa los gases, pero solo en 2 fases.
El motor diésel
El combustible es el gasoil y no existe bujía. La mezcla del aire y combustible llega a comprimirse tanto que llega a los 600º C , y esa es la temperatura a la que explota la mezcla de por sí sin necesidad de la bujía.
Motores para volar
Famosos y fracasados fueron los inventos que hizo Leonardo Da Vinci para construir máquinas voladoras, hace 200 años unos hermanos llamados Montglofier lograron el dicho objetivo, construyeron un globo aerostático , que vuela por que el aire caliente pesa menos que el frío. Pero el 1º avión que logro despegar fue el de los hermanos Wright en el 1903.
Esto es un principio de física muy fácil, vete a una pista de patinaje e intenta tirar una bola de bolos, pues te caerás de culo, y te preguntaras cómo me caigo si yo la fuerza la he hecho hacia delante, pues por que tu haces la fuerza sobre el bolo (acción) y el bolo hace fuerza sobre ti , y eso hace caerte (reacción). Un reactor es un motor basado en acción-reacción.
Cohete
Un cohete es un reactor con un tanque de combustible, y en otro un comburente, (sustancia que al reaccionar con el combustible hace la reacción) , como el oxígeno.
Los gases al calentarse se dilatan lo que hace que salgan a mayor velocidad, entre más velocidad tengan los gases producidos por la combustión, más velocidad tienen el cohete. Se cumple:
Mgas · Vgas = Mcohete · Vcohete
Motores de aviones
Hay dos tipos principales de aviones:
1º- Turborreactor, turbofan y turbohélice: tienen una turbina compresora, que se utiliza para los aviones comerciales
2º- Estatorreactor y pulsorreactor: No llevan turbinas y son experimentales
Turborreactor
En estos motores el aire entra aspirado por la hélices de un compresor,en la cámara de combustión el oxígeno entra comprimido y reacciona con el queroseno a tales temperaturas los gases salen expedidos a gran velocidad impulsando el avión hacia delante, al salir hace girar a una turbina , que hace girar a un compresor delantero.
Turbopropulsor
Es muy parecido al turborreactor, la diferencia se encuentra en la turbina, puesto que en la parte superior hace girar al compresor y a las hélices. La propulsión es por: los gases que salen de la parte posterior, y la hélice.
Estatorreactor
Es un tubo abierto por los dos extremos, el oxígeno del aire entra por la parte delantera a altas velocidades, y eso hace reaccionar con el combustible. Los gases como en los otros tipos de motores se expanden a partir de la chispa de la bujía, que hace que salga el aire a gran velocidad. Las ventajas son de que tienen poco peso, es muy sencillo, se utiliza en aviones espías, pero no alcanzan gran velocidad y al no alcanzarla los gases de la explosión pueden expenderse y volver a la entrada en la que se coge el aire.
Pulsorreactor
Para mejorar al estatorreactor, se instalan unas válvulas que permiten la entrada y salida de aire, de esta forma impedimos que el aire vuelva a la entrada. La combustión se produce en pulsos, abriendo y cerrando la entrada del aire, por eso se llama pulsorreactor, estos son para aviones que no soportan mucho peso y que vuelan bajo. El motor se usa solo para el arranque por que una vez en el cielo planea aprovechando las corrientes de los aires.
