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Fuerzas y máquinas simples

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Información curricular

Nivel: 13-14 años Asignatura: Física y Química
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Contenidos

Máquinas

Una máquina es un conjunto de elementos móviles y fijos cuyo funcionamiento posibilita aprovechar, dirigir, regular o transformar energía, o realizar un trabajo con un fin determinado.​ Se denomina maquinaria (del latín machinarĭus) al conjunto de máquinas que se aplican para un mismo fin y al mecanismo que da movimiento a un dispositivo.

Pueden realizarse diferentes clasificaciones de los tipos de máquinas dependiendo del aspecto bajo el cual se las considere. Atendiendo a los componentes anteriormente descritos.

Dichas clasificaciones no son excluyentes, sino complementarias, de modo que para definir un cierto tipo de máquina será necesario hacer referencia a los tres aspectos.

Otra clasificación de las máquinas es su utilidad o empleo, así pueden considerarse las taladradoras, elevadores, compresores, embaladoras, exprimidores, etc. La lista es interminable, pues el ser humano siempre ha perseguido el diseño y la construcción de ingenios para conseguir con ellos trabajos que no puede realizar empleando su propia fuerza y habilidad o para realizar esos trabajos con mayor comodidad.

Estas no son todas las clasificaciones, sino que hay otras, que pueden ser: máquina, máquina simple y máquina como herramienta.

También se pueden clasificar por el tipo de flujo que procesan: máquinas que procesan energía, máquinas que procesan materiales, máquinas que procesan información.

Las máquinas simples

Una máquina simple es un dispositivo mecánico que cambia la dirección o la magnitud de una fuerza. De acuerdo con la clasificación tradicional, las seis máquinas simples son:

  • Palanca
  • Torno
  • Polea
  • Plano inclinado
  • Cuña
  • Tornillo

Desde los albores de la Revolución Industrial hasta la actualidad, la concepción teórica de las máquinas ha evolucionado de forma considerable. Sin embargo, el concepto clásico de máquina simple sigue manteniendo su vigencia, tanto por su significación histórica, como por ser un valioso elemento didáctico utilizado ampliamente en la enseñanza de algunas nociones básicas de la física.6​ Por otro lado, numerosos mecanismos sencillos basados en las máquinas simples siguen siendo generalmente utilizados para la producción artesanal

Palanca

La palanca​ es una máquina simple cuya función consiste en transmitir fuerza y desplazamiento. Está compuesta por una barra rígida que puede girar libremente alrededor de un punto de apoyo, llamado fulcro

El invento de la palanca y su empleo en la vida cotidiana proviene de la época prehistórica. Su empleo cotidiano, en forma de cigoñales, está documentado desde el tercer milenio a. C. —en sellos cilíndricos de Mesopotamia— .El manuscrito más antiguo que se conserva con una mención a la palanca forma parte de la colección matemática de Pappus de Alejandría,6​ una obra en ocho volúmenes que se estima fue escrita alrededor del año 340. 

Palanca de primer género

En la palanca de primer género/grado, el fulcro se encuentra situado entre la potencia y la resistencia. Se caracteriza en que la potencia puede ser menor que la resistencia, aunque a costa de disminuir la velocidad transmitida y la distancia recorrida por la resistencia.

Ejemplos de este tipo de palanca son el balancín, las tijeras, las tenazas, los alicates​ o la catapulta (para ampliar la velocidad). En el cuerpo humano se encuentran varios ejemplos de palancas de primer género, como el conjunto tríceps braquial-codo-antebrazo.

Palanca de segundo género

En la palanca de segundo género/grado, la resistencia se encuentra entre la potencia y el fulcro.​ Se caracteriza en que la potencia es siempre menor que la resistencia, aunque a costa de disminuir la velocidad transmitida y la distancia recorrida por la resistencia. Como ejemplo está la carretilla y el cascanueces manual de tenaza.

Palanca de tercer género

En la palanca de tercer género/grado, la potencia se encuentra entre la resistencia y el fulcro. Se caracteriza en que la fuerza aplicada es mayor que la resultante;​ y se utiliza cuando lo que se requiere es ampliar la velocidad transmitida a un objeto o la distancia recorrida por él.

Ejemplos de este tipo de palanca son el quitagrapas, la caña de pescar y la pinza de cejas;​ y en el cuerpo humano, el conjunto codo-bíceps braquial-antebrazo, y la articulación temporomandibular.

Créditos

Texto:

  • wikipedia

Imagen:

  • De CR, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1532363
  • De The original uploader was CR de Wikipedia en español. - Transferido desde es.wikipedia a Commons., CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1532357
  • De CR, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1532345

Contenidos

Máquinas

Una máquina es un conjunto de elementos móviles y fijos cuyo funcionamiento posibilita aprovechar, dirigir, regular o transformar energía, o realizar un trabajo con un fin determinado.​ Se denomina maquinaria (del latín machinarĭus) al conjunto de máquinas que se aplican para un mismo fin y al mecanismo que da movimiento a un dispositivo.

Pueden realizarse diferentes clasificaciones de los tipos de máquinas dependiendo del aspecto bajo el cual se las considere. Atendiendo a los componentes anteriormente descritos.

Dichas clasificaciones no son excluyentes, sino complementarias, de modo que para definir un cierto tipo de máquina será necesario hacer referencia a los tres aspectos.

Otra clasificación de las máquinas es su utilidad o empleo, así pueden considerarse las taladradoras, elevadores, compresores, embaladoras, exprimidores, etc. La lista es interminable, pues el ser humano siempre ha perseguido el diseño y la construcción de ingenios para conseguir con ellos trabajos que no puede realizar empleando su propia fuerza y habilidad o para realizar esos trabajos con mayor comodidad.

Estas no son todas las clasificaciones, sino que hay otras, que pueden ser: máquina, máquina simple y máquina como herramienta.

También se pueden clasificar por el tipo de flujo que procesan: máquinas que procesan energía, máquinas que procesan materiales, máquinas que procesan información.

Las máquinas simples

Una máquina simple es un dispositivo mecánico que cambia la dirección o la magnitud de una fuerza. De acuerdo con la clasificación tradicional, las seis máquinas simples son:

  • Palanca
  • Torno
  • Polea
  • Plano inclinado
  • Cuña
  • Tornillo

Desde los albores de la Revolución Industrial hasta la actualidad, la concepción teórica de las máquinas ha evolucionado de forma considerable. Sin embargo, el concepto clásico de máquina simple sigue manteniendo su vigencia, tanto por su significación histórica, como por ser un valioso elemento didáctico utilizado ampliamente en la enseñanza de algunas nociones básicas de la física.6​ Por otro lado, numerosos mecanismos sencillos basados en las máquinas simples siguen siendo generalmente utilizados para la producción artesanal

Palanca

La palanca​ es una máquina simple cuya función consiste en transmitir fuerza y desplazamiento. Está compuesta por una barra rígida que puede girar libremente alrededor de un punto de apoyo, llamado fulcro

El invento de la palanca y su empleo en la vida cotidiana proviene de la época prehistórica. Su empleo cotidiano, en forma de cigoñales, está documentado desde el tercer milenio a. C. —en sellos cilíndricos de Mesopotamia— .El manuscrito más antiguo que se conserva con una mención a la palanca forma parte de la colección matemática de Pappus de Alejandría,6​ una obra en ocho volúmenes que se estima fue escrita alrededor del año 340.

Palanca de primer género

En la palanca de primer género/grado, el fulcro se encuentra situado entre la potencia y la resistencia. Se caracteriza en que la potencia puede ser menor que la resistencia, aunque a costa de disminuir la velocidad transmitida y la distancia recorrida por la resistencia.

Ejemplos de este tipo de palanca son el balancín, las tijeras, las tenazas, los alicates​ o la catapulta (para ampliar la velocidad). En el cuerpo humano se encuentran varios ejemplos de palancas de primer género, como el conjunto tríceps braquial-codo-antebrazo.

Palanca de segundo género

En la palanca de segundo género/grado, la resistencia se encuentra entre la potencia y el fulcro.​ Se caracteriza en que la potencia es siempre menor que la resistencia, aunque a costa de disminuir la velocidad transmitida y la distancia recorrida por la resistencia. Como ejemplo está la carretilla y el cascanueces manual de tenaza.

Palanca de tercer género

En la palanca de tercer género/grado, la potencia se encuentra entre la resistencia y el fulcro. Se caracteriza en que la fuerza aplicada es mayor que la resultante;​ y se utiliza cuando lo que se requiere es ampliar la velocidad transmitida a un objeto o la distancia recorrida por él.

Ejemplos de este tipo de palanca son el quitagrapas, la caña de pescar y la pinza de cejas;​ y en el cuerpo humano, el conjunto codo-bíceps braquial-antebrazo, y la articulación temporomandibular.

Créditos

Texto:

  • wikipedia

Imagen:

  • De CR, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1532363
  • De The original uploader was CR de Wikipedia en español. - Transferido desde es.wikipedia a Commons., CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1532357
  • De CR, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1532345

Unidades didácticas

La palanca

Los mecanismos y las máquinas

Para practicar

Las fuerzas en un plano inclinado

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Temas de: física y química - 2º eso

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