MÁQUINAS SIMPLES Y PALANCAS LAS PALABRAS TRABAJO ENERGÍA RESISTENCIA






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Las palabras trabajo, energía, resistencia, fuerza, palanca, máquina, por lo general tienen dos significados, uno de la vida diaria y otro de la terminología científica. Así, por ejemplo, la palabra trabajo se emplea muchas veces como sinónimo de ocupación: "Mi mamá tiene mucho trabajo en la oficina", la palabra energía puede significar ánimo: "estoy sin energía", de un deportista se dice que tiene resistencia o no; una frase común es "para conseguir un empleo se requiere una palanca", y así sucesivamente; los dos significados no siempre coinciden, por tanto, se requiere precisar el significado físico de éstos y otros términos antes de estudiar las máquinas simples.

El fundamento de las máquinas simples gira alrededor de los conceptos relacionados con fuerza, trabajo y energía básicamente.

Como recordarás la masa es la cantidad de materia que contiene un cuerpo

 

Un trabajo físico se realiza cuando se cumplen las siguientes condiciones:

Que se aplique una fuerza que actúe dentro de una cierta distancia, conocida como distancia de desplazamiento y que la fuerza se realice en la dirección del desplazamiento, si estas condiciones se cumplen, entonces el trabajo se define como el producto de la fuerza F, por la distancia d.

W = F x d

En la expresión anterior está incluido el concepto de fuerza, es decir, todo aquello que es capaz de producir y mantener una aceleración y por consiguiente modificar la velocidad o su dirección.

Físicamente la fuerza se define como el producto de la masa por la aceleración, llamando m la masa, y a la aceleración. La fuerza se puede expresar como:

F = m x a

La aceleración a su vez es una expresión de la variación de la velocidad v con el tiempo, t, y se expresa por medio de la relación:

a = v / t

MÁQUINAS SIMPLES Y PALANCAS LAS PALABRAS TRABAJO ENERGÍA RESISTENCIA ¿Qué son las máquinas?MÁQUINAS SIMPLES Y PALANCAS LAS PALABRAS TRABAJO ENERGÍA RESISTENCIA

Una máquina es un elemento mecánico que se utiliza para realizar una labor, buscando la comodidad o el menor gasto físico del operador.

Podemos definir una máquina como un instrumento ideado por el hombre, que se emplea para aprovechar, dirigir y regular una forma de energía para realizar un trabajo.

Elementos que las conforman

En todas las máquinas se diferencian tres elementos:

  1. La fuerza que se debe aplicar (potencia).

  2. La fuerza que se debe vencer (resistencia).

  3. La superficie de apoyo (punto de apoyo).

MÁQUINAS SIMPLES Y PALANCAS LAS PALABRAS TRABAJO ENERGÍA RESISTENCIA Características

Por lo general las máquinas:

Necesitan energía: si a una máquina se le retira la energía, deja de funcionar.

Transforman la energía: el plano inclinado transforma la fuerza muscular en movimiento.

Aumentan el efecto de una fuerza: las palancas.

Puede cambiar la dirección y el sentido de la fuerza y aumentar o disminuir la velocidad con que se mueve un cuerpo.

Pueden clasificarse en simples y compuestas: son simples cuando tienen un solo punto de apoyo y funcionan, generalmente, con la fuerza muscular humana o de un animal, como lo hacen la polea y la palanca. Son compuestas cuando están constituidas por una combinación de máquinas simples y realizan varias transformaciones de la energía, como el motor de un coche o una grúa.

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Este tipo de máquinas tiene por objeto modificar la fuerza que se aplica en una de mayor magnitud o variar su aplicación para lograr así mayor eficiencia en un trabajo.

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De acuerdo con la posición que tenga un punto de apoyo, la potencia y la resistencia, las palancas pueden ser:

MÁQUINAS SIMPLES Y PALANCAS LAS PALABRAS TRABAJO ENERGÍA RESISTENCIA De primer género: cuando el punto de apoyo está entre la resistencia y la potencia, como por ejemplo, en las tijeras, las tenazas, los alicates, la empuñadura del freno de bicicleta y la barra metálica para extraer clavos.

MÁQUINAS SIMPLES Y PALANCAS LAS PALABRAS TRABAJO ENERGÍA RESISTENCIA De segundo género: si la resistencia está entre el punto de apoyo y la potencia como en la carretilla, la pinza rompenueces, el remo de un bote, el cuchillo de cortar bacalao.

MÁQUINAS SIMPLES Y PALANCAS LAS PALABRAS TRABAJO ENERGÍA RESISTENCIA De tercer género: cuando la potencia está entre el punto de apoyo y la resistencia, como en las pinzas de hielo y la caña de pescar.

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MÁQUINAS SIMPLES Y PALANCAS LAS PALABRAS TRABAJO ENERGÍA RESISTENCIA LAS PALANCAS EN EL CUERPO HUMANOMÁQUINAS SIMPLES Y PALANCAS LAS PALABRAS TRABAJO ENERGÍA RESISTENCIA

Nuestro cuerpo posee huesos que protegen los órganos, nos dan soporte y permiten que nos movamos. Asimismo, nuestro cuerpo está habilitado para realizar trabajos, por lo tanto, podemos asimilarlo con una máquina. Para que los huesos se muevan, es necesario que entren en acción los músculos que se unen a ellos. Estos movimientos que efectúan los huesos con ayuda de los músculos, pueden compararse funcionalmente con los de una palanca, que como ya sabemos, es una máquina que permite realizar un trabajo empleando un mínimo de energía.

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Nuestra cabeza funciona como un balancín, por eso, el movimiento hacia adelante y hacia atrás se realiza como en una palanca de primer género. El punto de apoyo es la primera vértebra, la resistencia es el peso de la misma cabeza y la fuerza que realizan los músculos de la nuca, los cuales permiten mantener la cabeza en posición recta.

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Nuestro pie se asemeja a una palanca de segundo género y permite a los músculos de la pantorrilla (P) levantar el peso del cuerpo (R), sin esfuerzo.

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Nuestro brazo funciona como una palanca de tercer género, donde el punto de apoyo es el codo. La resistencia está dada por el objeto que se pretende levantar y la potencia es la fuerza que realiza el músculo bíceps del brazo.

PMÁQUINAS SIMPLES Y PALANCAS LAS PALABRAS TRABAJO ENERGÍA RESISTENCIA oleas

Están constituidas por un disco que gira alrededor de un eje central y que tiene en la parte externa un canal, en donde se adapta un cable o cuerda. Se usa para elevar materiales en obras de construcción, para tendederos de ropa. Una polea es como un balancín: si das un tirón de la cuerda, un lado sube y el otro baja.

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MÁQUINAS SIMPLES Y PALANCAS LAS PALABRAS TRABAJO ENERGÍA RESISTENCIA Poleas fijas: si el disco va unido a un soporte mediante un gancho.

MÁQUINAS SIMPLES Y PALANCAS LAS PALABRAS TRABAJO ENERGÍA RESISTENCIA Poleas móviles: si un extremo de la cuerda o cable va sujeto a un soporte. En este caso, el disco lleva un garfio que sostiene la carga.

MÁQUINAS SIMPLES Y PALANCAS LAS PALABRAS TRABAJO ENERGÍA RESISTENCIA Poleas combinadas: consta de dos discos, uno fijo y otro móvil enlazados por un cable. La ventaja de esta polea es que con ella se requiere menos fuerza de la que se necesita con una polea fija, para mover una carga del mismo peso.

 

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MÁQUINAS SIMPLES Y PALANCAS LAS PALABRAS TRABAJO ENERGÍA RESISTENCIA El plano inclinado

Es una máquina utilizada desde hace más de 4 000 años, que consiste en un plano rígido, que forma un ángulo agudo con una superficie horizontal. Para que el cuerpo se mueva hacia arriba por el plano inclinado, es necesario aplicarle una fuerza mayor que la necesaria para mantenerlo en equilibrio. Se utiliza para subir cuerpos a cierta altura. En general la fuerza aplicada será menor cuanto más pequeña sea la inclinación del plano, aunque el recorrido resulte más largo.

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En donde la ventaja mecánica es igual al peso sobre la fuerza aplicada.

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CMÁQUINAS SIMPLES Y PALANCAS LAS PALABRAS TRABAJO ENERGÍA RESISTENCIA uña

Éste es un elemento en forma de triángulo, que tiene como objeto penetrar un cuerpo produciendo una abertura como: una hacha, una barra, un cincel o un cuchillo.

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En este caso la ventaja mecánica es igual a la distancia OA sobre la distancia AB.

Vm = OA / AB


MÁQUINAS SIMPLES Y PALANCAS LAS PALABRAS TRABAJO ENERGÍA RESISTENCIA Tornillo

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Es una máquina de tipo plano inclinado, es similar a un sendero que sube en espiral hacia la cima de una colina, en lugar de hacerlo en línea recta. Los pasos de rosca de un tornillo tienen la misma función que el camino en espiral que sube la colina. Mientras más aristas presente el tornillo, más fácil será atornillarlo, pero más tiempo se necesitará, si se compara con un tornillo de menos pasos de rosca. Los tornillos tienen muchos usos, por ejemplo: para fijar tablas o láminas, obtener presiones y elevar objetos, como en los gatos de los coches.

 
Torno

Esta máquina tiene forma de cilindro, que puede girar sobre un eje horizontal y pasar por el centro de su diámetro, consiste en hacer girar un manubrio que le transmitirá movimiento (giro) al cilindro, haciendo que se enrolle una cuerda, la que puede sostener o levantar un objeto que una a ella. Esto se utiliza en pozos de agua.

La ventaja mecánica es igual al radio del manubrio sobre el radio del cilindro.

Vm = r1 / r2






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