HISTORIA DE LA PALANCA

HISTORIA DE LA PALANCA

El descubrimiento de la palanca y su empleo en el día a día  proviene prehistoria. Su empleo cotidiano está documentado desde el tercer milenio a. C.  hasta nuestros días. El manuscrito más antiguo que se conserva con una mención a la palanca forma parte de laSinagoga o Colección matemática de Pappus de Alejandría, una obra en ocho volúmenes que se estima fue escrita alrededor del año 340. Allí aparece la famosa cita de Arquímedes:

QUE FUERZAS ACTUAN EN UNA PALANCA

• La potencia; P: es la fuerza que aplicamos voluntariamente con el fin de obtener un resultado; ya sea manualmente o por medio de motores u otros mecanismos.

• 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: 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.

• 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.

LEY DE LA PALANCA

Esta expresión matemática representa una proporción inversa entre la "potencia" y su brazo por un lado y la "resistencia" y el suyo por el otro. Por tanto, para una "resistencia" dada, aumentos de la "potencia" obligan a disminuir su brazo, mientras que aumentos del brazo de potencia supondrán disminuciones de su intensidad.

TIPOS DE PALANCA

PALANCA DE PRIMER GRADO: aquí, el punto de apoyo se sitúa entre la potencia y la resistencia. En esta clase de palanca la primera suele ser menor que la segunda, pero sólo cuando aminora la velocidad transferida al objeto y el trayecto recorrido por la resistencia. Podemos señalar como ejemplos a una  tijera, una catapulta, una barrera y/o una tenaza.

PALANCA DE SEGUNDO GRADO: es el nombre con que se conoce la clase de palanca en la que la resistencia se ubica entre el punto de apoyo y la potencia. Esta última, siempre es menor que la resistencia, pero sólo cuando reduce  la velocidad,  y el trayecto recorrido por la resistencia cobra fuerza. Ejemplos de este tipo de palanca son: el rompenueces, la carretilla, los remos y el abrelatas.

PALANCA DE TERCER GRADO: la tercer clase de palanca se distingue por el hecho de que la potencia está localizada entre la resistencia y el punto de apoyo. Aquí, la parte de la potencia siempre será menor que la sección de la resistencia. En consecuencia, esta última es menor que la potencia. Es utilizada cuando el objetivo es aumentar la celeridad  transferida a un elemento o bien, la distancia recorrida  por el mismo. El elemento para quitar los ganchos colocados con la abrochadora, es un típico ejemplo de palanca de tercer grado.

HISTORIA DE LA POLEA

HISTORIA DE LA POLEA

Una polea, también llamada garrucha, carrucha, trocla, trócola o carrillo, es una máquina simple que sirve para transmitir una fuerza. Se trata de una rueda, generalmente maciza y acanalada en su borde, que, con el concurso de una cuerda o cable que se hace pasar por el canal ("garganta"), se usa como elemento de transmisión para cambiar la dirección del movimiento en máquinas y mecanismos. Además, formando conjuntos —aparejos o polipastos— sirve para reducir la magnitud de la fuerza necesaria para mover un peso, variando su velocidad.

PARTES DE LA POLEA

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Los elementos constitutivos de una polea son la rueda o polea propiamente dicha, en cuya circunferencia (llanta) suele haber una acanaladura denominada garganta o cajera cuya forma se ajusta a la de la cuerda a fin de guiarla; las armas, armadura en forma de U invertida o rectangular que la rodea completamente y en cuyo extremo superior monta un gancho por el que se suspende el conjunto y el eje que puede ser fijo si está unido a las armas estando la polea atravesada por él, poleas de ojo, o móvil si es solidario a la polea, poleas de eje. Cuando formando parte de un sistema de transmisión la polea gira libremente sobre su eje se denomina loca.

POLEA SIMPLE FIJA

La manera mas sencilla de utilizar una polea es colgar un peso en un extremo de la cuerda, y tirar del otro extremo para levantar el peso.

Una polea simple fija no produce una ventaja mecanica: la fuerza que debe aplicarse es la misma que se habia requerido para levantar el objeto sin la polea. La polea sin embargo, permite aplicar la fuerza en una direccion mas conveniente.

POLEA MOVIL

La polea movil no es otra cosa que una polea de gancho conectada a una cuerda que tieneuno de sus extremos anclado a un punto fijo y el otro (extremo movil) conectado a unmecanismo de tracción.

Estas poleas disponen de un sistema armadura-eje que les permite permanecer unidas a la carga y arrastrarla en su movimiento (al tirar de la cuerda la polea se mueve arrastrando la carga).

POLEA COMPUESTA O POLIPASTO

Un aparejo, polipasto o polispasto es una máquina compuesta por dos o más poleas y una cuerda, cable o cadena que alternativamente va pasando por las diversas garruchas de cada una de aquellas. Se utiliza para levantar o mover una carga con una gran ventaja mecánica, porque se necesita aplicar una fuerza mucho menor que el peso que hay que mover.¹ Esta máquina, mecánicamente llamada «funicular» es una de las de mayor potencia que se conocen.

10 MAQUINAS SIMPLES

10 MAQUINAS SIMPLES

Las palancas intermoviles tienen el punto de apoyo cerca de la resistencia, quedando con un brazo de palanca muy corto como en las tijeras o pinzas de mecanico o similares.

Las palancas interresistentes tienen el punto de apoyo en un extremo de la palanca, la potencia en otro extremo y la resistencia en algun punto intermedio, como en las carretillas o en los diablos.

Las palancas interpotentes aplican la potencia en cualquier punto entre la resistencia y el punto de apoyo como sucede con las pinzas para tomar el pan o las ensaladas, o en las de depilar.

Despues de observar estos datos y basados en el principio de los momentos, podemos llegar a la expresion matematica:

Fa = Rb

La expresion anterior indica el equilibrio de momentos, este se obtiene cuando la multiplicacion de la fuerza (F) por su brazo de palanca (a) es igual al producto de la resistencia (R) por su brazo de palanca (b).

Las poleas

Las poleas han sido clasificadas como maquinas simples, son discos con una parte acanalada o garganta por la que se hace pasar un cable o cadena; giran alrededor de un eje central fijo y estan sostenidas por un soporte llamado armadura.

Existen poleas fijas y poleas moviles .

En las poleas fijas el eje se encuentra fijo, por lo tanto, la polea no se desplaza, con su uso no se obtiene ventaja mecanica, ya que en uno de los extremos estara sujeta la carga y en el otro se aplicara la fuerza para moverla, esta sera de la misma magnitud.

La polea fija solamente se utiliza para cambiar la direccion o sentido de la fuerza. Por lo mismo, su formula es F = C, siendo (c) la carga. Las poleas se usan mucho en las obras de construccion para subir materiales, para sacar agua de los pozos, etcatera.

En las poleas moviles el punto de apoyo esta en la cuerda y no en el eje, por lo tanto puede presentar movimientos de traslacion y rotacion. Como el caso de dos personas que cargan una bolsa, cada una de ellas hace las veces de una polea y sus brazos las veces de cuerdas, el peso se reparte entre los dos y se produce una ventaja mecanica, que se expresa como F = c/2, siendo F = fuerza, C = carga; el esfuerzo se reduce a la mitad.

Si se tienen mas de dos cuerdas y por lo tanto varias poleas, se tendra un aparato llamado polipasto o aparejo, aumentando el numero de poleas y por lo tanto de cables, el esfuerzo se reduce. Para contar el numero de cables no se debe tomar en cuenta el primero de ellos, expresandose matematicamente como: F = c/n, donde: c = carga y n = numero de poleas o cables.

El plano inclinado

La superficie plana que tiene un extremo elevado a cierta altura, forma lo que se conoce como plano inclinado o rampa, que permite subir o bajar objetos con mayor facilidad y menor esfuerzo deslizandolos por este, que realizando el trabajo en forma vertical.

Los elementos del plano inclinado son:

longitud del plano (I)

altura (h)

peso del cuerpo o carga (p)

fuerza necesaria para subir la carga (F)

El torno y el tornillo

El torno es una maquina simple, constituida por un cilindro de radio (r), que gira sobre un eje, a traves de una manivela con radio (R), a la cual se le aplica una fuerza (F), que hace enrollar la cuerda en el cilindro subiendo la carga (C) sostenida en el otro extremo. Este tipo de maquinas simples se emplea generalmente para sacar agua de los pozos.

La aplicacion se encuentra en: tornos manuales, cabestrantes, etcetera., la expresion matematica de un torno es:

FR = Cr

en donde haciendo los despejes adecuados se puede tener cualquier elemento como incognita.

El tornillo es una aplicacion del plano inclinado, que en este caso esta enrollado, al introducirse en algun material el rozamiento es demasiado, evitando de esta manera que sea expulsado por la fuerza de resistencia.

QUE SON MAQUINAS SIMPLES

¿QUE SON MAQUINAS SIMPLES?

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.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.

QUE ES UNA MAQUINA

¿QUE ES UNA MAQUINA?

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.