Guia 1 maquinas simples

INSTITUCIÓN EDUCATIVA LA SALLE
DULMAR YESID PÉREZ TORRADO TECNOLOGÍA E INFORMATICA
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SEGUNDO PERIODO
TEMA: MAQUINAS SIMPLES
LOGRO: Identifica la utilidad de las maquinas simples en la vida diaria y cómo facilita la vida cada uno de ellos
¿QUE ES UNA MAQUINA SIMPLE?
Una máquina simple 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.
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.
Máquinas simples son: la palanca, las poleas, el plano inclinado, la cuña, etc.
No se debe confundir una máquina simple con elementos de máquinas, mecanismos o sistema de
control o regulación de otra fuente de energía.
Clasificación
Las máquinas simples suelen clasificarse en los siguientes tipos:

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Ruedas y ejes
La rueda es un operador formado por un cuerpo redondo que gira respecto de un punto fijo
denominado eje de giro. Normalmente la rueda siempre tiene que ir acompañada de un eje cilíndrico
(que guía su movimiento giratorio) y de un soporte (que mantiene al eje en su posición).
Aunque en la naturaleza también existen cuerpos redondeados (troncos de árbol, cantos rodados,
huevos...), ninguno de ellos cumple la función de la rueda en las máquinas, por tanto se puede
considerar que esta es una máquina totalmente artificial.
La parte operativa de la rueda es la periferia del disco, que se recubre con materiales o
terminaciones de diversos tipos con el fin de adaptarla a la utilidad correspondiente.
Algunas de las ruedas más empleadas son:
- Rueda dentada
- Rueda de transporte
- Polea
- Turbinas (rueda de palas)
Composición de la rueda
La rueda nunca puede usarse sola y siempre estará acompañada de al menos un eje (que la guía
y sirve de sustento) y de un soporte o armadura (que es el operador que controla la posición del
eje y sirve de sostén a todo el conjunto).
Además, para reducir el rozamiento entre el eje y el soporte (o entre la rueda y el eje si este
permanece fijo), se suele recurrir al empleo de casquillos o de rodamientos (de bolas, rodillos o
agujas).

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Las ruedas se emplean en una gran multitud de aplicaciones, algunas muy usuales son:
- Facilitar el desplazamiento de objetos como en carretillas, coches, bicicletas, patinetes, pasillos
rodantes.
- Obtener un movimiento rotativo como en contadores de agua, molinos de agua, norias de
regadío, centrales hidroeléctricas, turbinas.
- Transmitir un movimiento giratorio entre ejes como en lavadoras, neveras, bicicletas, motos,
motores de automóvil, taladros, tocadiscos.
- Reducir el esfuerzo necesario para elevar una masa como en pozos de agua, grúas, ascensores.
- Transformar en giratorio otros movimientos o viceversa como en piedras de afilar, máquinas de
coser, ruedas de timón, programadores de lavadora, cabrestantes.
Actividad: De ejemplos donde utilicemos la rueda y haga un dibujo
Poleas
Las poleas son ruedas que tienen el perímetro exterior diseñado especialmente para facilitar el
contacto con cuerdas o correas. La polea es una máquina simple que nos puede ayudar a subir
pesos ahorrando esfuerzo.
Partes de la polea
En toda polea se distinguen tres partes: cuerpo, cubo y garganta.

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Las poleas empleadas para tracción y elevación de cargas tienen el perímetro acanalado en
forma de semicírculo (para alojar cuerdas), mientras que las empleadas para la transmisión de
movimientos entre ejes suelen tenerlo trapezoidal o plano (en automoción también se emplean
correas estriadas y dentadas)
Clasificación según su desplazamiento
- Fijas: son aquellas cuyas armas se suspenden de un punto fijo (la estructura del edificio) y, por
lo tanto, no sufren movimiento de traslación alguno cuando se emplean.
-Móviles: son aquellas en las que un extremo de la cuerda se suspende de un punto fijo y que
durante su funcionamiento se desplazan, en general, verticalmente.
Cuando la polea obra independientemente se denomina "simple", mientras que cuando se
encuentra reunida con otras formando un sistema recibe la denominación de "combinada" o
"compuesta".
Usos cotidianos de las poleas
1- Para usos como la transmisión de potencia.
2- Levanta carga.
3- En las construcciones para subir y bajar herramientas.
4- Para mover cargas muy pesadas con gran facilidad de un lado a otro.
5- En un ascensor para que suba y baje.
6- En máquinas monofuncionales de uso didáctico.
7- Para transmisión de movimiento de circular a lineal.
Actividad: Haga un dibujo donde se utilice la polea y explique para que se usa.

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Planos inclinados o rampa
El plano inclinado es una superficie plana que forma con otra un ángulo muy agudo (mucho menor
de 90º). En la naturaleza aparece en forma de rampa, pero el ser humano lo ha adaptado a sus
necesidades haciéndolo móvil, como en el caso del hacha o del cuchillo.
Se emplea en forma de rampa para reducir el esfuerzo necesario para elevar una masa (carreteras,
subir ganado a camiones, acceso a garajes subterráneos, escaleras).
La rampa es un plano inclinado cuya utilidad se centra en dos aspectos: reducir el esfuerzo
necesario para elevar un peso y dirigir el descenso de objetos o líquidos.
Actividad: En donde más podemos utilizar el plano inclinado, de tres ejemplos.
Cuñas
De forma sencilla podríamos decir que cuña es un prisma triangular con un ángulo muy agudo.
También podríamos decir que es una pieza terminada en una arista afilada que actúa como un plano
inclinado móvil.
Se encuentra fabricada en madera, acero,
aluminio, plásticos
Los usos más comunes para la cuña son:
- Para abrir o separar cuerpos: obtener tablones de los árboles, partir piedras en canteras, cerrar o
abrir los dientes de una cremallera.
- Para el ajuste de ensambles en madera, sujeción de puertas, ajuste de postes en la

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construcción, llaves de cerraduras.
- Herramienta de corte, bien haciendo uso de la arista afilada (cuchillo, abrelatas, tijeras,
maquinilla eléctrica, cuchilla de torno) o recurriendo al tallado de pequeñas cuñas (dientes de
sierra sierra para metales, serrucho, sierra mecánica, fresa, lima).
Tornillo
Son máquinas simples que resultan de la aplicación del plano inclinado. Un tornillo es un plano
inclinado enroscado en espiral y cada una de las vueltas se llama rosca. Para que u n tornillo entre
en una superficie como una pared, hay que hacerlo girar muchas veces para avanzar un poco, sin
embargo la fuerza que se necesita para dar cada vuelta es menor que la que se necesita para clavar
el tornillo sin girarlo.
Se emplea para sujetar
chapas (lavadoras,
neveras, automóviles) o
piezas diversas
(juguetes, ordenadores)
sobre estructuras.
Actividad: De ejemplo de donde se utilizan los tornillos y para qué fin.
Palancas
Consiste en una barra recta que puede moverse alrededor de un punto de apoyo llamado fulcro. El
objetivo de la palanca es incrementar el efecto de una fuerza o cambiar su dirección.
Fuerzas actuantes
Sobre la barra rígida que constituye una palanca actúan tres fuerzas:
- La potencia - P: es la fuerza que aplicamos voluntariamente con el fin de obtener un resultado.
- La resistencia - R: es la fuerza que vencemos, ejercida sobre la palanca por el cuerpo a mover.
Su valor será equivalente, por el principio de acción y reacción, a la fuerza transmitida por la palanca
a dicho cuerpo.
- La fuerza de apoyo - A: es la ejercida por el fulcro sobre la palanca. Si no se considera el peso
de la barra, será siempre igual y opuesta a la suma de las anteriores, de tal forma de mantener la
palanca sin desplazarse del punto de apoyo, sobre el que rota libremente.
Otros elementos que deben considerar en el rendimiento de las maquinas son:

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- Brazo de potencia - Bp: la distancia entre el punto de aplicación de la fuerza de potencia y el
punto de apoyo.
- Brazo de resistencia - Br: distancia entre la fuerza de resistencia y el punto de apoyo.
Tipos de palanca
Dependiendo del dónde se ubique el punto de apoyo, podemos distinguir tres tipos de palancas:
- Palanca de primero tipo o grado:
En este caso, si deseas levantar un objeto pesado con una palanca, debes empujar hacia abajo
para que el objeto suba, es decir, el punto de apoyo se encuentra entre el objeto que se desea
levantar y donde se aplica la fuerza.
Al utilizar una palanca de primer tipo para levantar un objeto, aplicas una fuerza en uno de los
extremos de la barra, en tanto que el cuerpo que vas a levantar se encuentra al otro extremo. Ahora,
la fuerza que tú ejerces sobre uno de los extremos se denomina potencia (contrapeso), que es la
responsable del giro de la palanca en torno al punto de apoyo lo que hace que la palanca se mueva.
La fuerza que aparece en el extremo opuesto se denomina resistencia (carga), que es la que hay
que vencer.
El punto de apoyo está entre contrapeso o potencia y la resistencia.
Dependiendo de la longitud de los brazos la fuerza será mayor, menor o igual que la resistencia.
Con esto se consigue que el brazo de potencia siempre será mayor que el de resistencia y, en
consecuencia, la potencia menor que la carga

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Ahora para que la palanca sea realmente efectiva, el
punto de apoyo debe estar mucho más cerca del cuerpo
que se quiere levantar que del lugar donde se ejerce la
fuerza o carga. Así, aplicando una pequeña fuerza en un
amplio intervalo de distancia, se generará una gran
fuerza de salida en un pequeño intervalo de distancia.
Como ejemplos clásicos podemos citar la pata de
cabra, el balancín, los alicates o la balanza romana.
- Palanca de segundo tipo o grado: Se caracteriza porque la fuerza a vencer (resistencia) se
encuentra entre el fulcro (punto de apoyo) y la fuerza a aplicar.
Estas palancas tienen ventaja mecánica; es decir, aplicando poca fuerza se vence una gran
resistencia. Con esto se consigue que el brazo de potencia siempre será mayor que el de
resistencia (BP>BR) y, en consecuencia, el contrapeso o potencia menor que la carga (P)
Un buen ejemplo de esto lo constituyen las carretillas.
En ellas, el punto de apoyo se encuentra en la rueda, y
la fuerza se ejerce en los mangos, hacia arriba, para
elevar la carga que está entre las ruedas y los mangos.
Otros ejemplos son el cascanueces y la perforadora de
hojas de papel.
- Palanca de tercer tipo o grado:
La carga (potencia) está entre el punto de apoyo
y la resistencia.
Estas palancas tienen desventaja mecánica; es
decir, es necesario aplicar mucha fuerza para vencer poca resistencia. Con esto se consigue que el
brazo de la resistencia siempre será mayor que el de la potencia (BR>BP) y, en consecuencia,
la potencia mayor que la carga (P>R).
Actividad: Con qué tipo de palancas cuenta en su casa y para que las utiliza

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