Máquinas.

1. ¿Qué son, o a qué llamamos máquinas?  A los aparatos que facilitan el trabajo del hombre, a un conjunto de elementos móviles y fijos cuyo funcionamiento facilita aprovechar, dirigir, regular o transformar energía con la finalidad de realizar un determinado trabajo o tarea.  

2. ¿Podemos hacer alguna clasificación o división de las máquinas? Si atendemos a su complejidad podemos clasificarlas en máquinas  simples y compuestas.

3. ¿Qué son máquinas simples? Un modo de definir lo que son máquinas simples es el siguiente: máquinas simples son aquellas que tienen un solo punto de apoyo o fulcro.

4. Pero, en realidad ¿qué es una máquina? Una máquina es un conjunto de elementos móviles y fijos destinados a aprovechar, dirigir, regular o transformar energía.

5. ¿Puedes nombrar algunas máquinas simples? Son máquinas simples la palanca, el plano inclinado, la polea, la rueda, el tornillo, y la cuña.

6. ¿Qué es una palanca? Es una máquina simple que consta de una barra rígida que se apoya en un punto de apoyo o fulcro y sobre la que se puede realizar en un extremo una fuerza motriz o potencia para desplazar o levantar un objeto que nos ofrece un peso o resistencia.

7. ¿Existen distintos tipos de palanca? Si; hay tres tipos o géneros de palanca  dependiendo de la situación del punto de apoyo o fulcro respecto a la resistencia del objeto a desplazar o elevar y del punto donde tendremos que aplicar la fuerza motriz o potencia capaz de desplazar dicho objeto o levantarlo.

8. ¿Cuándo denominamos a una de estas máquinas simples palanca de primer género? Cuando el punto de apoyo o fulcro se encuentra entre la fuerza motriz o potencia y la fuerza oponente o resistencia.

9.  ¿Cuándo llamamos a una de estas máquinas simples palanca de segundo género? Cuando la fuerza resistente o resistencia  se encuentra entre el punto de apoyo   o fulcro y la fuerza motriz o potencia.

10. ¿Cuándo una palanca la denominamos de tercer género? Cuando la fuerza motriz o potencia se encuentra entre el punto de apoyo o fulcro y la fuerza resistente o resistencia.

11. ¿Qué es un plano inclinado? Es una máquina simple  que consiste en una superficie plana que forma un cierto ángulo respecto a la horizontal. La utilidad del plano inclinado estriba en que la fuerza motriz necesaria para elevar un cuerpo por el plano inclinado es menor que la que debemos ejercer para levantarlo en vertical.

12.  ¿Podemos expresar de otra forma  lo que es un plano inclinado?   Por supuesto; si lo definimos como una superficie plana que forma con el horizonte un ángulo mayor de 0º  y menor de 90º.

13. ¿A qué fuerzas está sometido cualquier cuerpo en un plano inclinado? Está sometido a tres fuerzas. Al propio peso del cuerpo, la resistencia “R”.  A la fuerza motriz necesaria para elevarlo o potencia “P” y a una fuerza de reacción que tiende a volver al cuerpo a la posición o altura de inicio.

14. ¿Cómo se comporta esta tercera fuerza?  Esta tercera fuerza a la que he denominado de reacción, será menor,  cuanto menor sea al ángulo que el plano inclinado forme con el horizonte.

15. ¿Qué es una polea?  Es una rueda que gira alrededor de un eje y que posee una ranura en su periferia por la que pasa una cuerda.

16. ¿Cómo funciona una polea?  Al aplicar una fuerza (P) en un extremo de la cuerda, podemos elevar un peso que cuelgue del otro extremos  (R).

17.  ¿Quién realiza la fuerza motriz en un polea? En una polea es el operario u obrero el que realiza la fuerza motriz para levantar el cubo de mezcla o un palé o plataforma de tablas cargado de ladrillos.

                                                                 Esta Imagen ha sido tomada de wiki.ead.pucv.cl

18.  ¿Qué es un torno? Es un cilindro horizontal provisto de una manivela, alrededor del cual se enrolla una cuerda.

19.  ¿Dónde se aplica la fuerza motriz en el torno?  La fuerza motriz o  potencia  (F) se aplica en la manivela del torno.

20. ¿Dónde se encuentra la resistencia en el torno? En el extremo de la cuerda enrollada en el cilindro. Es el cuerpo u objeto pesado que queremos arrastrar o levantar.

21, Existen otros tipos de torno? Existen distintos tipos de tornos: el torno del alfarero que gira la pella de barro sobre si misma para hacer vasijas. El torno del odontólogo para limpiar y sanear piezas dentales. El torno de hilar o para confeccionar cuerdas… etc.  

22. Determina qué es un obrero llevando una carretilla de arena.  Es una máquina simple, concretamente una palanca de 2º género. En la que el obrero que lleva la carretilla es el que realiza la fuerza motriz, la arena que transporta es la resistencia mientras que la rueda de la carretilla es el punto de apoyo.

23. ¿Qué es un cortafrío? Es una palanca de primer género en el que los hierros a cortar son la resistencia. El obrero realiza la fuerza motriz y el punto de apoyo o fulcro  se encuentra entre la potencia y la resistencia.

24. ¿Qué es una cuña? Es una máquina simple que sirve para separar cuerpos. Es una pieza de madera o de metal en ángulo diedro muy agudo que sirve para hender o dividir cuerpos sólidos, o bien para ajustar o apretar uno con otro, para calzarlos o para llenar alguna raja o hueco.Podemos considerar, cuñas un hacha un cincel…

25. Ejemplos de cuñas: Partiendo que una cuña no es más que un plano inclinado que se mueve para realizar su trabajo podemos expresar algunos ejemplos como: Los cuchillos o cualquier cosa u objeto que tenga una hoja como una sierra, unos clavos, un cincel… Son cuñas también, el arado, que separa las partículas de tierra, las tijeras que separan los tejidos, el hacha que separa las fibras de madera…etc.

26. ¿Cuál es la diferencia entre una máquina y una maquinaria? La diferencia estriba en que una máquina es un dispositivo individual que está diseñado para realizar una tarea específica, mientras que, la maquinaria es un conjunto de máquinas dentro de un solo cuerpo o bloque que trabajan juntas para realizar una función más amplia o varias funciones; es decir, una serie de labores distintas, en realidad  más complejas. 

27. ¿Una excavadora es una maquinaria? Por supuesto que si. Es la maquinaria más importante que se utiliza principalmente en la industria de la construcción; empleada en múltiples actividades como dragado de ríos, demolición, movimientos de tierra, para excavar como su nombre indica…etc. La excavadora es una maquinaria pesada que consiste en una pluma, un brazo, un cucharón, y una cabina que se encuentra encima de una estructura giratoria y sobre un tren de rodaje de oruga o sobre ruedas neumáticas para desplazarse y desde donde su conductor accionando distintos controles la puede dirigir.

28. ¿Qué es una maquinaria pesada? Consideramos maquinaria pesada a un tipo de maquinaria que está preparada y diseñada para realizar trabajos que los humanos o vehículos normales no pueden llevar a cabo. Es un vehículo autopropulsado porque se desplaza de un sitio a otro pero ésta no es su función principal.

29. ¿Existen distintos tipos de maquinaria pesada? Existen casi tantos tipos de maquinaria pesada como de labores a realizar.  Así tenemos: 

Los tractores:  Que sirven para transportar materiales, tierra excavada, arar o sembrar. 

Las excavadoras: Cuya función es excavar. 

Aplanadoras o apisonadoras: Que trituran, amasan y vibran para que los materiales dispersos del suelo puedan compactarse por medio de la presión que ejerce esta maquina.

Minicargadoras: Son vehículos de carga  compuestos por un chasis rígido y una cabina a la que se puede adosar una cuchara frontal con cuchillas de tamaño pequeño. Tienen poca capacidad de carga. 

Motoniveladoras: Empleadas en la construcción; pertenecen al grupos de maquinarias pesadas que disponen de una larga hoja metálica empleadas  en la  nivelación de terrenos.

Dragas: Consisten en unas maquinarias o equipos que instalados en una embarcación se utilizan para escavar los materiales que se encuentran en el  fondo de los ríos,  pantanos o embalses.

Retroexcavadoras: Maquinarias utilizadas en la construcción para realizar trabajos de excavación en múltiples terrenos. Poseen una cuchara cargadora en la parte frontal. Este cucharón tiene gran capacidad de carga y puede realizar distintas funciones como empujar, nivelar, recoger y cargar diferentes materiales. Poseen además en la parte posterior un brazo excavador para cavar zanjas. Las retroexcavadoras  pueden excavar los cimientos de un edificio, nivelar y allanar terrenos, demoler estructuras, cargar y descargar materiales pesados… etc.  

Grúas de torre: Son un tipo de grúas de estructura metálica desmontables utilizadas en la construcción de edificios y alimentadas por la corriente eléctrica.  

30 ¿Qué es una máquina compuesta? Una máquina compuesta es un dispositivo mecánico formado por varias máquinas simples que están conectadas en serie. De esta forma, la fuerza de una se aplica a las siguientes al objeto de lograr un fin determinado. Las máquinas compuestas están formadas por muchas piezas con diferentes funciones.  

31. Nombra algunas máquinas compuesta. Son máquinas compuestas una bicicleta, una cerradura, una grúa, una excavadora… En cada una de ellas hay elementos fijos y móviles. Estos últimos elementos, los móviles, al activarlos y ponerlos en movimiento conseguimos un fin determinado que se traduce según el tipo de máquina en levantar y trasladar un objeto pesado, una Grúa; en aplastar objetos, una apisonadora; en realizar un desplazamiento, una bicicleta; o, en cerrar una puerta o un cajón impidiendo su apertura activando y desplazando mediante una llave o un resorte, unos pernos hacia unas oquedades, huecos u espacios vacíos al efecto para que en estos se aloje, esa pieza que impida su apertura, en definitiva lo que es una cerradura. 

32. Tipos de máquinas compuestas. Existen varios tipos de máquinas compuestas: máquinas compuestas mecánicas, máquinas compuestas eléctricas, máquinas compuestas mixtas… 

33. ¿Qué son máquinas compuestas mecánicas? Son aquellas cuyos componentes son todos mecánicos. Necesitan de una fuerza inicial para funcionar. Las máquinas compuestas funcionan  por pasos y están formadas por muchos componentes u operadores que trabajan coordinados. Los operadores pueden ser de dos tipos mecánicos u eléctricos. 

34. ¿Qué son máquinas compuestas eléctricas? Son aquellas suyos componentes son todos eléctricos. Una máquina eléctrica es un dispositivo que transforma la energía eléctrica en otro tipo de energía. Los tipos de energía en que puede transformarse la energía eléctrica son dos: la energía cinética y la energía potencial. 

35. ¿A qué llamamos energía cinética? A la energía que tiene un cuerpo debido a su movimiento.

36. ¿Qué es la energía potencial?  Llamamos energía potencial a la energía acumulada en un cuerpo en reposo y que depende de su posición o altura. 

37. ¿Qué diferencia existe entre la energía cinética y la potencial? La diferencia que existe entre estos dos tipos de energía es que la primera, la cinética, se corresponde con los objetos en movimiento,mientras que la segunda o potencial hace referencia a la energía acumulada en un objeto en reposo.

38. ¿A qué llamamos o qué son máquinas rotatorias? Las máquinas rotatorias son una de las aplicaciones  más importantes del electromagnetismo conocidas también como convertidores electromecánicos. 

39. Entre estos convertidores electromecánicos ¿Qué máquinas se incluyen? Los generadores,  los motores y los transformadores.

40. ¿Qué son generadores? Son convertidores electromagnéticos que transforman la energía mecánica en energía eléctrica. Los generadores son máquinas eléctricas rotativas que transforman tal como he dicho anteriormente la energía mecánica en energía eléctrica. Lo consiguen gracias a la interacción de sus componentes principales el rotor (parte giratoria) y el estátor (parte estática).

41. ¿Qué es un rotor y para qué sirve? Se le llama armadura o rotor; y, consiste en un electroimán que puede girar libremente en torno a un eje, Dicho rotor está rodeado por un imán permanente, cuyo campo magnético permanece fijo. El electroimán recibe la corriente a través del contacto establecido entre las escobillas y el conmutador.

42. ¿A qué llamamos estátor? A la parte fija del alternador, la que no tiene movimiento. El estátor es donde están alojadas las bobinas inducidas donde se genera la corriente eléctrica. 

43. ¿Qué son motores? Son convertidores electromagnéticos que transforman la energía eléctrica en energía mecánica.

 44. ¿En qué se funda el funcionamiento de los convertidores electromagnéticos? En los principios fundamentales de la inducción magnética.

45. Principios de la inducción magnética. Uno de los principios de la inducción magnética dice: Una corriente eléctrica que circula por un conductor arrollado en un núcleo metálico hace que éste se comporte como un imán.

46. Otro de los principios de la inducción magnética ¿qué dice? Las corrientes eléctricas ejercen fuerzas entre si a distancia.

47. Máquinas mixtas compuestas. Sabiendo que las máquinas compuestas combinan dos tipos de componentes y que estos pueden ser componentes eléctricos y componentes mecánicos, llamamos máquinas mixtas a aquellas que combinan ambos tipos de componentes: los eléctricos y los mecánicos. 

48. ¿Qué es un transformador? Es una máquina o un elemento eléctrico que permite subir o bajar la tensión en un circuito de corriente alterna manteniendo la potencia. La potencia que entra en el transformador o potencia de entrada es igual a la potencia de salida.  

49. ¿Qué es una bicicleta? Es una máquina compuesta que esta formada o consta de varias máquinas simples; ruedas y ejes, poleas y palancas. Una bicicleta tiene palancas en los frenos, el plato y el piñón trasero que forman el engranaje de cadena y las ruedas.

50. ¿Qué es un engranaje? Es un mecanismo que transmite potencia mecánica de un componente a otro y está compuesto al menos por dos ruedas dentadas. Los dispositivos con engranajes pueden cambiar el par, o fuerza de inicio para romper las condiciones de inercia de un motor, la velocidad y la dirección de la fuente de energía.

                                                     Imagen tomada de Wiki.ead.pucv.cl y de https//blogger.gloogleusercon…

51. ¿Qué son ruedas dentadas y para qué sirven? Son ruedas que tienen dientes en todo su perímetro. Los dientes pueden ser rectos, curvos y oblicuos. Una rueda dentada es un mecanismo de forma circular que transmite fuerza y movimiento mediante dientes. En el engranaje del que forman parte, la rueda de menor número de dientes se denomina piñón, y la de mayor número de dientes se denomina corona.

52. ¿Qué energía mueve a una bicicleta? La energía que mueve esta máquina son las piernas y los músculos de ésta, como son los cuádriceps, los gemelos e isquiotibiales del ciclista transformando la energía mecánica en energía cinética.

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53. ¿En qué se basa el sistema motriz de la bicicleta? Se basa en el mecanismo básico del sistema biela mani-vela, en donde el movimiento lineal que realiza un pistón, en este caso la pierna, es traspasado a una biela adherida a un eje, la cual se transforma en un movimiento circular, modificando el trabajo mecánico que realiza el ciclista en cinético; es decir, la energía mecánica en movimiento, concretamente en velocidad.

54. ¿Qué efecto tiene el pedaleo en una bicicleta? Al aplicar fuerza sobre el pedal, el engranaje gira. Este engranaje ayuda a que la cadena se mueva. La cadena actúa como una polea unida a engranajes y ruedas dentadas en el eje lo que hace que la rueda trasera gire. Al mover la cadena de un piñón trasero más pequeño a uno más grande se facilita el esfuerzo que tiene que realizar el ciclista pedaleando..