La  Bicicleta
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  • 1. ANALISIS TÉCNICO – CIENTICO Y SOCIAL (CTS) DE OBJETOS U ARTEFACTOS DE USO DIARIO UNA PROPUESTA INTERDISCIPLINARIA CON MEDIACIÓN DE LAS TIC CLEI : 5.1 - 5.2 EQUIPO DOCENTE: Ciencias Sociales Mª Cristina Modesto mmodestor@gmail.com Informática Pilar Guerrero pilarguerrero44@gmail.com Física Uriel Barreto Química Gladys García B. glagarbe@yahoo.es FICHA TÉCNICA 1
  • 2. Nombre de la ficha técnica: LA BICICLETA 2
  • 3. ÍNDICE TÍTULO PÁGINA ASPECTO HISTÓRICO SOCIAL ORIGEN……………………………………………………………………………………. 3 EVOLUCIÓN.......................................................................................................... 3 IMPACTO SOCIAL................................................................................................... 15 REPERCUSIONES................................................................................................... 15 DIMENSIÓN CIENTÍFICA Y TÉCNICA 1. FUNCIONALIDAD FINALIDAD POR LA QUÉ FUE CONSTRUIDO..................................................... 15 POSIBLES USOS Y AMBITOS DE APLICACIÓN.................................................. 15 UTILIDAD DE USO CON RELACIÓN A LA SATISFACCIÓN DE LA NECESIDAD 15 2. ESTRUCTURA IDENTIFICACIÓN DE LAS PARTES QUE COMPONEN AL OBJETO.................. 16 REPRESENTACIÒN GRÀFICA.............................................................................. 16 CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES………………….……………………. 16 ORÍGEN DE LOS MATERIALES……………….…………….…………… 16 3
  • 4. PROPIEDADES GENERALES…………………………………………….. 17 PROCESOS DE FABRICACIÓN.................................................................. 18 PRINCIPALES HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA FABRICACIÓN.................. 18 3. FUNCIONAMIENTO FUNCIONAMIENTO EXTERNO............................................................................ 18 FUERZAS Y TIPOS DE ENERGÍA QUE HACEN FUNCIONAR EL OBJETO..... 19 PINCIPIOS CIENTIFICOS…………………………………………………………… 19 PROPUESTAS DE INNOVACIÒN........................................................................ 12 4
  • 5. -LA BICICLETA- Aspecto Histórico-Social ORIGEN. Los testimonios más antiguos sobre este, hoy popular, vehículo se remontan hasta las antiguas civilizaciones de Egipto, China e India. En un apartado de la obra "Codez Atlanticus" de Leonardo da Vinci ya aparecía un dibujo de una bicicleta. Leonardo ya pensó en una transmisión de cadena como en las que se utilizan en la actualidad . Estos dibujos fueron dispersados por el tiempo y quedaron recopilados sin orden ni concierto en la biblioteca Ambrosiana de Milán. Vehículos toscos de dos ruedas propulsados por los pies eran corrientes en los primeros años de la segunda mitad del siglo XVII. En 1690, un francés, el Conde Mede de Sivrac inventó "el celífero" ("la célérifère"), que consistía en un bastidor de madera al que se añadían las ruedas. El vehículo no tenía manillar; el asiento era una almohadilla en el bastidor y se propulsaba y dirigía impulsando los pies contra el suelo. EVOLUCION. En 1816, un noble alemán diseñó el primer vehículo de dos ruedas con dispositivo de dirección. Esta máquina, denominada draisiana (en honor a su inventor), tenía un manillar que pivotaba sobre el cuadro, permitiendo el giro de la rueda delantera. Después, inventores franceses, alemanes y británicos introdujeron mejoras. En 1818, Inglaterra, estos primeros modelos se conocieron como balancines; el nombre de dandy horse quedó para el vehículo inventado. 5
  • 6. 1819, el balancín era más ligero que la draisiana y tenía un asiento ajustable y un apoyo para el codo. Fue patentado en Estados Unidos en, pero suscitó poco interés. En 1839, un herrero escocés, Kirkpatrick Macmillan, añadió las palancas de conducción y los pedales a una máquina del tipo de la draisiana. Estas innovaciones permitieron al ciclista impulsar la máquina con los pies sin tocar el suelo. El mecanismo de impulsión consistía en pedales cortos fijados al cubo de la rueda de atrás y conectados por barras de palancas largas, que se encajaban al cuadro en la parte superior de la máquina. Las barras de conexión se unían a las palancas a casi un tercio de su longitud desde los pedales. La máquina era impulsada por el empuje de los pies hacia abajo y hacia adelante En 1935 la Primera Vuelta Ciclista a España, ideada por Juan Pujol. La principal prueba en ruta por etapas sudamericana, la Vuelta Ciclista a Colombia, no se celebró hasta 1951. En las décadas de 1960 y 1970, la contaminación atmosférica por los gases de los automóviles incrementó el interés hacia la bicicleta, a lo que se unió la grave crisis mundial del petróleo durante varios años. En parte, a causa de estos estímulos, la popularidad de la bicicleta se incrementó enormemente. En algunas ciudades se establecieron carriles para bicicleta y rutas de ciclistas propias. En 1846, un modelo mejorado de esta máquina, diseñado por un escocés, tomó el nombre de dalzell, muy utilizado en Gran Bretaña. En 1861 , Ernest Michaux decidió dotar de unos pedales a la rueda delantera de una vieja draisiana. Aunque el descubrimiento fue de suma importancia , tropezó con un grave problema que durante cierto tiempo resultó infranqueable ; no había forma de mantener el equilibrio con el movimiento a pedales . Ernest se dio cuenta de que la máquina de dos ruedas sería estable siempre que fuera a una velocidad suficiente ; el lento aprendizaje resulto efectivo . Se reconoce a Michaux como el precursor directo de la bicicleta aunque se deben citar nombres como Philip Moritx o Galloux que construyeron bicicletas a pedales para uso particular . Hay referencias más antiguas halladas en jeroglíficos egipcios en los 6
  • 7. que se describe a un hombre montado sobre un aparato formado por dos ruedas unidas a un potro . El inventó de Michaux , la "Michaulina" se empezó a producir en serie atrayendo la atención de las clases populares. Este modelo se hizo muy popular en Francia. El cuadro y las ruedas se fabricaban en madera. Los neumáticos eran de hierro y los pedales estaban colocados en el cubo de la rueda delantera o del conductor, que era un poco más alta que la rueda de atrás. En 1873, James Starley, un inventor inglés, produjo la primera máquina con casi todas las características de la famosa bicicleta común o de rueda alta. La rueda delantera de la máquina de Starley era tres veces más grande que la de atrás. El 7 de enero de 1887, el norteamericano Thomas Stevens realiza el primer viaje en bicicleta alrededor del mundo. Partió de San Francisco y regresó a la misma ciudad después de pedalear durante más de tres años. El 31 de mayo de 1889 nació oficialmente el ciclismo de competición; los hermanos Olivier , asociados de la fábrica de Michaux , organizaron una carrera en el parque de Saint Cloud de París con 1200 m de recorrido en la que tomaron parte 7 ciclistas . A partir de entonces comenzó la fiebre del ciclismo . En el aspecto técnico se investigaba a marchas forzadas para encontrar nuevas soluciones . La velocidad se convirtió en una obsesión . Las michaulinas eran demasiado lentas ya que en cada vuelta completa de los pedales recorrían 3.14 metros . Con lógica , los fabricantes aumentaron los diámetros de las ruedas delanteras llegándose a construir ruedas motrices de 3 m de diámetro . Todo ello fue en detrimento de la seguridad , del equilibrio y del peso llegando algunos modelos a pesar 40 Kg . Los fabricantes tendieron a homogeneizar sus máquinas. Las descomunales ruedas delanteras se redujeron a un diámetro de 1,2 metros y las traseras a 40 centímetros. Las modificaciones y mejoras en los años siguientes incluyeron el cojinete de bolas y el neumático. .Estos inventos, junto con el uso de tubos de acero soldados y los asientos de muelles, llevaron a la bicicleta a la cumbre de su desarrollo. Sin embargo, la vibración excesiva y la inestabilidad de la bicicleta de rueda alta obligó a los inventores a esforzarse por reducir la altura 7
  • 8. de la bicicleta. Hacia 1880 apareció la conocida máquina segura o baja. Las ruedas eran casi del mismo tamaño y los pedales, unidos a una rueda dentada a través de engranajes y una cadena de transmisión, movían la rueda de atrás. En 1885, John Kemp Starley crea “la bicicleta de seguridad”, donde la rueda delantera es mas pequeña y gracias al uso de los rodamientos, es propulsada por una cadena, se le acopló frenos, para una mayor seguridad. Añadiéndose poco después, 1888, los neumáticos desarrollados por John Boyd Dunlop, donde en su tubo interior se rellenan de aire, amortiguando parte del golpeteo contra los caminos. La bicicleta de seguridad se extendió rápidamente por todo el mundo industrializado. En 1896, una bicicleta podía costar el salario de 3 meses de un trabajador medio, En 1909 se había reducido a menos de un mes de trabajo. Esta bicicleta tiene una gran semejanza con la bicicleta que todos conocemos hoy en día. En Francia , los hermanos Michelín crearon un neumático desmontable y en Italia , Giovanni Battista Pirelli hizo lo propio . Con el neumático y unas cuantas cámaras de recambio se podía ir a todas partes. Las bicicletas pesaban entre 18 y 20 kilos. En 1903 se disputó el primer Tour de Francia con 2428 Kilómetros de recorrido ideado por Henri Desgranges. El Tour, que ha ido mejorándose con el paso de los años y se ha convertido hoy en día en banco de pruebas de sofisticadas máquinas que no superan su aprobación si no salen triunfantes de la ronda francesa , ha sido campo de experiencias y ha hecho nacer muchos prototipos. 8
  • 9. En mayo de 1909 se celebró el primer Giro de Italia (creado por Costamagna, Cougnet y Morgagni) De 1970 y 1980, la importancia dada a la forma física en las décadas aumentaron su popularidad. Se generalizó la bicicleta de carreras ligera de diez velocidades, con frenos de mano y neumáticos estrechos de alta presión. A principios la decada de los 70's de se inició la moda de utilizar la bicicleta en caminos de tierra. Surgieron entonces varios grupos de ciclistas que practicaban esta nueva modalidad entre ellos los llamados "The Canyon Gang", representados porJohn York, Tom Slifka, Robert y Kim Kraft, que se dedicaban a realizar carreras en la montaña "Tamalpais" en el estado de California, pero las bicicletas que utilizaban eran de bici cross (con llanta muy delgada) que era muy común encontrarlas en Europa en aquella época. Fue entonces que a Joe Breeze, Charlie Kelly, Gary Fisher y Tom Ritchey se les ocurrió colocarle llantas anchas a sus viejas bicis de marca Schwinn Excelsiors que pesaban unos 18 Kg y así obtuvieron más control y fueron los más veloces de la montaña En 1976 los mismos Breeze, Kelly, Fisher y Ritchey organizaron entre una carrera de 3 millas en "Cascade Fire" cerca de la región denominada "Fairfax" en California. Llegando el año de 1977 el todavía adolescente "Breeze" montó diez cuadros de Cromoly utilizando los mismos principios de la geometría de sus bicis Schwinn Excelsior y utilizó una de estas bicis en una carrera y ganó. Este nuevo tipo de cuadros de bicicleta inspiró a Fisher a conseguir uno igual y le pidió a Ritchey que le construyera uno para él. De ahí que estas nuevas bicicletas se les llamó Mountain Bike o Bicicleta de Montaña. En 1974 Russ Mahon, Carter Cox y Bernie Mahon fueron los primeros ciclomontañistas en participar en una carrera con un desviador trasero (derailleurs) que fue inventado en 1958 por el francés Campagnolo para las bicicletas de ruta. Esto llamó mucho la atención al resto de los corredores y para 1975 todos los participantes de carreras ya contaban con uno. Esta 9
  • 10. bicicleta con los nuevos componentes pesaba poco más de 20 Kg. En 1985 el ciclista más veloz es considerado John Howard, de Estados Unidos, quien alcanzó, los 245,08 kilómetros por hora en una bicicleta diseñada especialmente. En 1987 se introdujo comercialmente la primera suspensión delantera por la compañía Trek y con la guerra de tecnología y comercialización Trek también presentó en 1990 la primera bicicleta con doble suspensión con un peso similar a aquella de 1974, unos 20Kg. En la actualidad hay en el mundo unos 800 millones de bicicletas cantidad que duplica el número de coches. 1890 Dunlop, siendo un adolescente, en 1.890, ideó un sistema para reducir las 1855 Se incorporan vibraciones de las ruedas, interponiendo los pedales y las entre la llanta y la cubierta de goma un tubo manivelas a la draisine delgado de caucho que podía llenarse de a comprimido aire 1700 1800 1881 En la Exposición Universal de Milán de 1.881 1885 El suizo Renold 1790 El francés De 1817 Karl Drais de constituyó la plataforma de Sivrac inventó la inventó la cadena y la Sanerbronn construyó una lanzamiento universal de la célérifère aplicó como medio de bicicleta que eran bicicleta. A partir de entonces, transmisión a la rueda impulsada como un patín. la industria de la bicicleta se trasera 1890 Se introducen las tuberías desarrolló con rapidez. La primera fábrica de bicicletas como medio constructivo de las construidas en serie, fue la bicicletas, dejando de lado la italiana Bianchi. madera y el metal macizo . 1855 El francés Michaux aquella época era mucho mas diseña una nueva grande que la rueda trasera. concepción de la bicicleta 10 al introducir pedales en la rueda anterior que en aquella época era mucho
  • 11. 1896 Otro gran avance a destacar fue la aparición de los cojinetes de bolas . Este invento permitió liberar la rueda motriz del eje pedalier ya que, hasta entonces, ambos conjuntos giraban a la vez, obligando al ciclista a mantener sus piernas en constante movimiento 1900 1901 Experimento aeronáutico 1936 1940 1949 1950 1954 1960 de los hermanos Wrigh “inventores del aeroplano” 1896 Bicicleta de los hermanos Wrigh llamada Wright Van Cleve bicycle. La cual tenia como innovación los centros sellados para que existiera un deposito de aceite el cual daba mayor durabilidad y mejor desplazamiento 1985 1996 1999 2004 11
  • 12. IMPACTO SOCIAL. El impacto que tuvo en la sociedad el surgimiento de la bicicleta fue importante e impactante en todo el mundo pues permite el transporte y la diversión de forma sencilla y económica, es un medio de transporte muy usado en toso el planeta, por su facilidad de uso, economía y además no contamina ni utiliza ningún tipo de combustible, las hay de varios tipos para cada estilo o necesidad. REPERCUSIONES. En un futuro quizás la bicicleta sufra importantes cambios el cual posiblemente se refleje en una mayor calidad y resistencia; podría existir la posibilidad de que desaparezca y surjan vehículos de otro tipo, la tecnología está avanzando a tal grado que en un futuro necesitaremos de un mínimo contacto con los dispositivos electrónicos para lograr un trabajo previamente programado. Dimensión Científica y Técnica FUNCIONALIDAD. La función principal de la bicicleta es permitirnos el fácil transporte. Posibles Usos y Ámbitos de Aplicación Aplicación Ejemplo Negocios En todos estos ámbitos la bicicleta es utilizada para desempeñar su Hogares Escuelas misma función descrita anteriormente. Empresas Utilidad o Frecuencia de Uso con Relación a la Satisfacción de la Necesidad 12
  • 13. Este objeto técnico va en proporción directa a la satisfacción de la necesidad que va en aumento, porque todo ser humano cuenta en sus hogares, negocios, etc., con bicicletas por su practicidad, eficiencia y utilidad.. ESTRUCTURA. IDENTIFICACIÓN DE LAS PARTES QUE COMPONEN EL OBJETO Y REPRESENTACION GRAFICA. CARACTERISTICAS BIOQUIMICAS DE LOS MATERIALES. 13
  • 14. Origen de los Materiales. Materiales Inorg. Org. Renov. No renov. Mineral Vegetal Animal Acero x x x Aluminio x x x Plástico x x x Caucho x x x PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS MATERIALES EMPLEADOS. Propiedades Generales Las propiedades que dependen de la cantidad total de materia del cuerpo se llaman propiedades generales; entre ellas están la forma, tamaño, peso, temperatura. Propiedad Gral Definición Donde se manifiesta Masa Cantidad de materia contenida en un cuerpo. Se mide en Al pesar la bicicleta en una báscula. (Kg) Volumen Lugar o extensión que ocupa un cuerpo en el espacio. Se Es el lugar que ocupa la bicicleta en un espacio. 3 mide en (m ). El volumen no sólo depende de la cantidad de materia, sino también de la temperatura Peso Fuerza de atracción gravitacional que la Tierra ejerce sobre Es la fuerza de atracción gravitacional que ejerce la tierra sobre la bicicleta. todos los cuerpos. Es proporcional a la masa Inercia Cualidad que tienen los cuerpos de preservar el estado, de Se manifiesta al moverse o cuando esta en reposo reposo o movimiento en línea recta en que se encuentran hasta que una fuerza externa actúe sobre ellos Divisibilidad Propiedad que tienen los cuerpos para fraccionarse en Poco probable que se pudieran dañar o quebrarse alguna parte con el trato pedazos cada vez más pequeños normal Porosidad característica de la materia que consiste en presentar poros No hay porosidad porque el aluminio, su estructura atómica es muy densa o espacios vacíos PROCESO DE FABRICACION. 14
  • 15. Sistemas y Técnicas de Fabricación. Sistema Técnica Donde se manifiesta Union Ensamblado Ensamblar todas las partes de la bicicleta con protección y maquinaria especial. Atornillado Atornillado de algunas partes. Recubrimiento Pintado Se pinta todo el objeto técnico para darle presentación. Esmaltado Se cubre con esmalte toda la pintura aplicada para darle brillo y protección a la pintura Conformación Doblado Se doblan algunas partes de la bicicleta. Cortado Cortado de tubos y otros metales. Herramientas utilizadas en la fabricación del objeto. No Descripción Características Función 1 Herramientas Llevar a cabo todos los procesos anteriormente mencionados para elaborar una bicicleta. FUNCIONAMIENTO. 1.-Subir a la bicicleta. 2.-Colocar un pie sobre un pedal. 2.-Con el pie que tenemos en el piso impulsarnos un poco. 3.-Subir el pie del impulso el otro pedal. 4.-Girar los pedales y mantener el equilibrio. PRINCIPIOS FÍSICOS: Fuerzas y Tipos de Energía que Causan que el Objeto Funcione. ENERGÍA DEFINICIÓN Donde se manifiesta MECÁNICA La energía mecánica se crea o genera cuando una fuente externa de energía Al girar la los pedales de la bicicleta. alimenta al dispositivo mecánico y lo hacer girar, avanzar, retroceder, etc. POTENCIAL Es la energía potencial que se almacena al elevar, cargar, desplazar, o girar, etc. Al mover la bicicleta. Principios físicos de la Ciencia 15
  • 16. Toda máquina compuesta está construida por máquinas simples, en este caso son las siguientes: Principio Donde se manifiesta Engrane Plato o estrella y piñón. Polea En la cadena (estrella-piñón). Tornillo Partes en las que se tuvo que atornillar. Plano inclinado En el tornillo. Muelle Se presenta en los frenos, cuando lo acciones y vuelve a su estado original Propuestas de Innovación Propuesta Posible Aplicación Tecnológicas. Mas accesibles, livianas y con instrumentos de navegación 16