Este documento describe las máquinas simples. Define una máquina simple como un dispositivo mecánico que transforma un movimiento en otro diferente, conservando la energía. Describe las seis máquinas simples principales: la palanca, el plano inclinado, la polea, la rueda, la tuerca husillo y la biela-manivela. Explica que las máquinas simples se usan para realizar un trabajo con una fuerza aplicada menor a costa de aplicar la fuerza a lo largo de un recorrido mayor.
2. Es un artefacto mecánico que transforma un movimiento en
otro diferente, valiéndose de la fuerza recibida para entregar
otra de magnitud, dirección o longitud de desplazamiento
distintos a la de la acción aplicada.1
En una máquina simple se cumple la ley de la conservación
de la energía: (la energía no se crea ni se destruye, solo se
transforma). La fuerza aplicada, multiplicada por la distancia
aplicada (trabajo aplicado), será igual a la fuerza resultante
multiplicada por la distancia resultante (trabajo resultante).
Una máquina simple, ni crea ni destruye trabajo mecánico,
sólo transforma algunas de sus características.
6. Esta lista, sin embargo, no debe considerarse definitiva e
inamovible. Algunos autores consideran a la cuña y
al tornillo como aplicaciones del plano inclinado; otros
incluyen a la rueda como una máquina simple; también
se considera el eje con ruedas una máquina simple,
aunque sean dos de estas juntas por ser el resultado.
La cuña transforma una fuerza vertical en dos
horizontales antagonistas. El ángulo de la cuña
determina la proporción entre las fuerzas aplicada y
resultante, de un modo parecido al plano inclinado.
La palanca es una barra rígida con un punto de apoyo, a
la que se aplica una fuerza y que, girando sobre el punto
de apoyo, vence una resistencia
7.
8. En el plano inclinado se aplica una fuerza para vencer la
resistencia vertical del peso del objeto a levantar. Dada la
conservación de la energía, cuando el ángulo del plano
inclinado es más pequeño se puede levantar más peso
con una misma fuerza aplicada pero, a cambio, la
distancia a recorrer será mayor.
La polea simple transforma el sentido de la fuerza;
aplicando una fuerza descendente se consigue una fuerza
ascendente. El valor de la fuerza aplicada y la resultante
son iguales, pero de sentido opuesto. En un polipasto la
proporción es distinta, pero se conserva igualmente la
energía.
del husillo, la relación entre las fuerzas es muy grande.
9.
10. Las máquinas simples se usan, normalmente, para
compensar una fuerza resistente o levantar un peso
en condiciones más favorables. Es decir, realizar un
mismo trabajo con una fuerza aplicada menor. Esta
ventaja mecánica comporta tener que aplicar la
fuerza a lo largo de un recorrido (lineal o angular)
mayor. Además, hay que aumentar la velocidad para
mantener la misma potencia.
La máquina se diseña para conseguir que las fuerzas
aplicadas sean las deseadas, en consonancia con la
fuerza resistente a compensar o el peso de la carga.