Máquina simple
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En física, una máquina simple es un mecanismo o conjunto de mecanismos que transforman, una fuerza aplicada en otra saliente, habiendo modificado, la magnitud de la fuerza, la dirección o el sentido, o una combinación de ellas, en una máquina simple se cumple la conservación de la energía, la energía ni se crea ni se destruye solo se transforma, la fuerza por el espacio aplicado, trabajo aplicado, tendrán que ser igual a la fuerza por el espacio resultante, trabajo resultante. Una máquina simple ni crea ni destruye trabajo mecánico, transforma algunas de sus características.
No confundir una máquina simple, con componentes de máquinas, o piezas para máquinas, ni con sistemas de control o regulación de otra fuente de energía. Una máquina simple transforma una fuerza aplicada o potencia, en otra saliente o resistencia, según el principio de conservación de la energía.
Las máquinas simples que podamos tratar aquí, esta formada por una serie de mecanismos, que los consideramos sin rozamiento, sin perdidas de energía debido al rozamiento, son máquinas teóricas que nos permiten establecer la relación entre la fuerza aplicada, su desplazamiento dirección y sentido, y la fuerza resultante, su desplazamiento su dirección y su sentido.
Tabla de contenidos |
[editar] La lista tradicional de máquinas simples
- La palanca
- La palanca es una barra rígida con un punto de apoyo, a la que se aplica una fuerza, potencia, y que girando sobre el punto de apoyo, vence una resistencia, se cumple la conservación de la energía y por tanto, la fuerza aplicada por su espacio recorrido ha de ser igual a la fuerza de resistencia por su espacio recorrido.
- En un plano inclinado aplicamos una fuerza según el plano inclinado, 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 con una misma fuerza aplicada podremos levantar más peso, pero el espacio que tendremos que recorrer será mayor.
- La polea
- Una polea simple, transforma el sentido de la fuerza, aplicando una fuerza descendente, conseguimos una fuerza ascendente, el valor de la fuerza aplicada y la resultante es mismo, pero cambiada de sentido, en un polipasto, la proporción es distinta, pero se conserva igualmente la energía.
- La cuña
- 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 tuerca husillo
- El mecanismo tuerca husillo trasforma un movimiento giratorio aplicado a un volante o manilla, en otro rectilíneo en el husillo, mediante un mecanismo de tornillo y tuerca. La fuerza aplicada por la longitud de la circunferencia del volante ha de ser igual a la fuerza resultante por el avance del husillo, dado el gran desarrollo de la circunferencia y el normalmente pequeño avance del husillo, la relación entre las fuerzas es muy grande.
- La biela manivela, transforma el movimiento giratorio de la manivela en uno alternativo de la biela, hay que tener en cuenta que la biela y la manivela se mueven en el mismo plano y un giro regular de la manivela da lugar a un movimiento alternativo de la biela, la relación de fuerzas es más compleja que en los casos anteriores, porque a ángulos de giro iguales de la manivela no corresponden avances iguales de la biela.
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.
[editar] Conclusión
Todas las máquinas simples convierten una fuerza pequeña en una grande, o viceversa. Algunas convierten también la dirección de la fuerza. La relación entre la intensidad de la fuerza de entrada y la de salida es la ventaja mecánica. Por ejemplo, la ventaja mecánica de una palanca es igual a la relación entre la longitud de sus dos brazos. La ventaja mecánica de un plano inclinado, cuando la fuerza actúa en dirección paralela al plano, es la cosecante del ángulo de inclinación.
Las máquinas simples con frecuencia se usan en combinación, como componentes de máquinas más complejas. Por ejemplo, en el tornillo de Arquímedes, una bomba hidráulica, el tornillo es un plano inclinado helicoidal.
