1. TEMA: Máquinas simples P / III 3 / VII
6 º / 01 - 02 2012
LOGRO: Clasificar máquinas simples, como las palancas según su género.
INDICADOR: Soluciona problemas dados sobre palancas y poleas.
«Dadme un punto de apoyo y moveré el mundo». Arquímedes
CIENCIAS NATURALES AMBIENTE Y SALUD
Máquinas simples
Se denominan máquinas a ciertos aparatos o
dispositivos que se utilizan para transformar o Tipos de palancas:
compensar una fuerza resistente o levantar un peso 10 Género: R A P
en condiciones más favorables.
Es decir, realizar un mismo trabajo con una fuerza
aplicada menor, obteniéndose una ventaja
mecánica.
La ventaja mecánica es el parámetro que resulta de
dividir el valor numérico de la resistencia de un
cuerpo entre la potencia aplicada sobre este:
Vm = R / P
20 Género: A R P
Las primeras máquinas eran sencillos sistemas que 30 Género: A P R
facilitaron a hombres y mujeres sus labores, hoy son
conocidas como máquinas simples.
La rueda, la palanca, la polea simple, el tornillo, el
plano inclinado, el polipasto, el torno y la cuña son
algunas máquinas simples. La palanca y el plano
inclinado son las más simples de todas ellas.
En general, las maquinas simples son usadas para
multiplicar la fuerza o cambiar su dirección, para que
el trabajo resulte más sencillo, conveniente y seguro. Arquímedes, se le atribuye la primera
Ejemplos de máquinas simples formulación matemática del principio de la
palanca.
Palanca La ley que relaciona las fuerzas de una
Una palanca es, en general, una barra rígida que palanca en equilibrio se expresa mediante la
puede girar alrededor de un punto fijo ecuación:
llamado punto de apoyo o fulcro.
La fuerza que se aplica se suele denominar fuerza Potencia por su brazo es igual a resistencia
motriz o potencia y la fuerza que se vence se por el suyo. Siendo P la potencia, R la
denomina fuerza resistente, carga o simplemente resistencia, y Bp y Br las distancias medidas
resistencia. (Ver: Palancas) desde el fulcro hasta los puntos de
aplicación de P y R respectivamente,
llamadas brazo de potencia y brazo de
resistencia.

2. Polea
La polea sirve para elevar pesos a una cierta altura.
Consiste en una rueda por la que pasa una cuerda a
la que en uno de sus extremos se fija una carga, que
se eleva aplicando una fuerza al otro extremo. 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. Se usa, por
ejemplo, para subir objetos a los edificios o sacar
agua de los pozos.
La fuerza necesaria para subir una carga se obtiene
dividiendo la resistencia por el número total de
poleas. El inconveniente que tiene es que hay que
estirar más cuerda que en la polea simple. Se
cumple:
F = R / 2 n, donde:
F: fuerza aplicada
R: resistencia (fuerza resistente)
Las poleas pueden presentarse de varias maneras:
n: número de poleas móviles
Polea fija:
Rueda
solo cambia la dirección de la fuerza. La polea está
fija a una superficie.
Máquina simple más importante que se conoce, no
se sabe quién y cuándo la descubrió o inventó; sin
Polea móvil:
embargo, desde que el hombre utilizó la rueda la
se mueve junto con el peso, disminuye el esfuerzo
tecnología avanzó rápidamente, podemos decir que
al 50%.
a nuestro alrededor siempre está presente algún
objeto a situación relacionado con la rueda, la rueda
Polea pasto, polipasto o aparejo:
es circular. (Ver: La rueda)
Formado por tres o más poleas en línea o en
Plano inclinado
paralelo, se logra una disminución del esfuerzo igual
al número de poleas que se usan.
El plano inclinado permite levantar una carga
Estos mecanismos se utilizan mucho en los talleres
mediante una rampa o pendiente. Esta máquina
o industrias que manipulan piezas muy voluminosas
simple descompone la fuerza del peso en dos
y pesadas porque facilitan la manipulación,
componentes: la normal (que soporta el plano
elevación y colocación de estas piezas pesadas, así
inclinado) y la paralela al plano (que compensa la
como cargarlas y descargarlas de los camiones que
fuerza aplicada). De esta manera, el esfuerzo
las transportan.
necesario para levantar la carga es menor y,
Suelen estar sujetos a un brazo giratorio que hay
dependiendo de la inclinación de la rampa, la ventaja
acoplado a una máquina, o pueden ser móviles
mecánica es muy considerable.
guiados por raíles colocados en los techos de las
naves industriales.
Los polipastos tienen varios tamaños o potencia de
elevación, los pequeños se manipulan a mano y los
más grandes llevan incorporados un motor eléctrico.

3. El pla
no
inclin
ado p
uede
prese
ntars
eo
Plano inclinado expre
sar
también como cuña o tornillo.
Cuña
Se forma por dos planos inclinados opuestos, las
conocemos comúnmente como punta, su función
principal es introducirse en una superficie.
Fuente Internet:
Ejemplo: Flecha, hacha, navaja,
http://es.wikipedia.org/wiki/Polipasto
desarmado, picahielo, cuchillo.
Es propiedad: www.profesorenlinea.cl
Tornillo
PROBLEMAS DE PALANCAS
Plano inclinado enrollado, su función es la misma
1) En los extremos de una palanca de primer
delplano inclinado pero utilizando un menor espacio.
género penden dos pesos de 40 N y 120 N
Ejemplos: escalera de caracol, carretera, saca
respectivamente. ¿Dónde se encuentra el
corcho, resorte, tornillo, tuerca, rosca.
punto de apoyo, si la palanca mide 60 cm y
está equilibrada?
(R= 45 cm y 15 cm)
2) Una palanca de segundo género tiene a
30 cm del fulcro, una resistencia de 100 N.
¿Qué longitud debe tenerla palanca si
la fuerza motriz que establece el equilibrio
es 64 N?
Nivel o torno (R= 46,87 cm)
3) Una carretilla (carrucha) está cargada
Máquina simple constituida por un cilindro en donde con 100 N, como indica la figura. Calcular:
enredar una cuerda o cadena, se hace girar por a) La fuerza ejercida por el piso sobre la
medio de una barra rígida doblada en dos ángulos rueda).
rectos opuestos. Como todas las máquinas b ) La fuerza F para sostenerla.
simples el torno cambia fuerza por distancia, se hará
un menor esfuerzo entre más grande sea el (R= 75 N y 25 N)
diámetro.
Ejemplos: grúa, fonógrafo, pedal de bicicleta, perilla,
arranque de un auto antiguo, grúa, ancla, taladro
manual.

4. al peso es 3√a y la distancia del peso a la
fuerza es de 6 a/√a.
¿Cuál es la ventaja mecánica?
(R: N= 1000N, P=500N, VM=3)
11) Un ascensor está constituido por una
polea fija y una móvil. Si el peso máximo del
ascensor es5.000N. Calcula la fuerza motriz
que hay que ejercer para levantarlo, si
transporta 8 personas de600N cada una.
4) Una persona ejerce una fuerza de 800
N hacia abajo, sobre el extremo de una (R: 4900 N.)
palanca de 2m de largo. Si el punto de
apoyo está a 0,4 m del otro extremo y la 10) Se tiene una carretilla cargada
palanca es de primer género, calcular el con 1.500N de peso. Calcular la Fuerza
peso que puede sostenerse de esta manera. motriz y la fuerza que ejerce el piso sobre la
5) En una palanca de segundo género se aplica una rueda, sabiendo que la distancia de la rueda
fuerza motriz de 12 Kp. Si ésta tiene un brazo de 2m., al peso es 3√a y la distancia del peso a la
calcular el brazo de la resistencia, si ésta vale 15 Kp. fuerza es de 6 a/√a. ¿Cuál es la ventaja
mecánica?
(R= 1,6m)
6) Una palanca de tercer género tiene una (R: N= 1000N, P=500N, VM=3)
longitud de 0,5 m. Si la resistencia es 300 N, 11) Un ascensor está constituido por una
calcular el brazo de la fuerza si esta vale polea fija y una móvil. Si el peso máximo del
600N ascensor es5.000N. Calcula la fuerza motriz
. que hay que ejercer para levantarlo, si
(R= 0,25m). transporta 8 personas de600N cada una.
7) Se tiene una palanca de primer género de
24m de longitud. Si la resistencia de carga (R: 4900 N.)
es 100 N y la fuerza motriz es 300 N, 12) Qué fuerza hay que ejercer levantar un
calcular los brazos de P y R. peso de 4500N. Con un polipasto
¿Cuál es la ventaja mecánica? compuesto por 2 poleas fijas y 2 móviles.
Hacer el diagrama.
(R= 18m, 6m. VM=1/3)
8) Una carretilla está cargada con 100 N de 13) Calcular a qué distancia de una potencia
peso. Calcular: de 60 N estará apoyada una barra rígida de
a) Fuerza ejercida por el piso sobre la hierro, para equilibrar un cajón de 300 N que
rueda, está a 0,75 m del apoyo.
b) Fuerza para sostenerla
R: 3,75 m
(R= 75 N y 25 N). 14) Calcular la potencia que es necesario
9) Una palanca de segundo género tiene, a aplicar a una polea fija, para levantar un
30 cm. del fulcro, una resistencia de 100 N. peso de 80 N.
¿Qué longitud debe tener la palanca si
la fuerza motriz que establece el equilibrio (R: 80 N)
es 64 N?.
15) ¿Qué potencia se aplicará para
(R=46,87 cm) equilibrar una resistencia de 90 N, mediante
10) Se tiene una carretilla cargada una polea móvil?
con 1.500N de peso. Calcular la Fuerza
motriz y la fuerza que ejerce el piso sobre la (R: 45 N)
rueda, sabiendo que la distancia de la rueda j.flórez