GRADO 8 INSTITUCION EDUCATIVA SAN JUAN DE URABA

¿QUÉ SON OPERADORES MECÁNICOS?

Los operadores mecánicos convierten la fuerza y el movimiento. El

conjunto de varios operadores se denomina mecanismo. Una máquina es

un conjunto de varios mecanismos interrelacionados. Estos operadores

sirven para transmitir el movimiento desde el lugar en que se produce hasta

la pieza que se desea mover.

Se caracterizan por presentar elementos o piezas sólidos, con el objeto de

realizar movimientos por acción o efecto de una fuerza.

¿QUÉ SON MÁQUINAS SIMPLES?

Son aquellas que realizan su trabajo en un solo paso. Ejemplo: cuchillo,

polea, rodillo, hacha, tijeras, machete, martillo, etc.

Video de ejemplos de máquinas simples.

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¿QUÉ SON MÁQUINAS COMPLEJAS?

Son máquinas que están conformadas por dos o más maquinas simples.

Cuando no es posible resolver un problema técnico en una sola etapa hay

que recurrir al empleo de una máquina compuesta.

Estas máquinas son, en realidad, una sabia combinación de diversas

máquinas simples, de forma que la salida de cada una de ellas se aplica

directamente a la entrada de la siguiente hasta conseguir cubrir todas las

etapas necesarias, o el efecto deseado.

La práctica totalidad de las máquinas empleadas en la actualidad son

compuestas, y ejemplos de ellas pueden ser: polipasto, motor explosión

interna (diesel o gasolina), impresora de ordenador, bicicleta, cerradura,

candado, video, etc.).

1- Una bicicleta es una máquina compuesta formada sólo por

componentes mecánicos que utiliza como energía la fuerza humana.

Las piezas de una bicicleta trasmiten el movimiento de unas a otras para

avanzar en cualquier dirección y frenar. Podemos identificar en ella

distintas máquinas simples y elementos de transmisión:

El manillar: Es una palanca que permite cambiar la orientación de la

rueda delantera. Así podemos modificar la dirección en la que se

desplaza la bicicleta.

Las manetas de los frenos: Están en las empuñaduras del manillar.

También son palancas. De ellas salen los cables de frenos que

transmiten el movimiento a las pinzas de los frenos.

Los frenos: Son palancas que presionan unas piezas de goma, las

zapatas, que frenan el movimiento de la rueda.

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Los pedales: Son manivelas que giran una rueda dentada, el plato,

que mediante un engranaje, mueve la cadena. Se mueven gracias

a nuestros pies, que hacen fuerza sobre ellos .mediante otro

engranaje hasta otra rueda dentada, el piñón, que mueve la rueda

trasera.

La cadena: Transmite su movimiento mediante otro engranaje hasta

otra rueda dentada, el piñón, que mueve la rueda trasera.

CLASIFICACIÓN DE MÁQUINAS SIMPLES

Palanca

Plano inclinado

Cuña

Rueda

Mecanismo de manivela

Polea

Tuerca husillo

PALANCA

La palanca es un sistema de transmisión lineal que consiste en una barra

rígida que gira en torno a un punto de apoyo o articulación. en un punto

de la barra se aplica una fuerza F (también llamada potencia) con el fin

de vencer una resistencia R.

Podemos encontrar palancas allá donde miremos y siempre han estado

entre nosotros desde que el ser humano tiene conciencia. Así, un simple

palillo de dientes se puede considerar una palanca, al igual que una

cuchara. En principio, el objetivo de la palanca es el de reducir el esfuerzo

que una persona o máquina debe hacer para cumplir con un objetivo,

aunque no todas las palancas nos ayudan a reducir tal esfuerzo.

Basándonos en la definición de palanca, podemos distinguir los siguientes

elementos en la misma:

Potencia (F): o fuerza que aplicamos en un punto de la palanca para

obtener un resultado. La fuerza la podemos aplicar manualmente con

nuestra propia fuerza, o través de un motor o cualquier otro mecanismo.

Según la posición que ocupe la fuerza, la resistencia y el punto de apoyo

en la palanca, existen tres tipos de palanca.

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Resistencia (R): fuerza que tenemos que vencer; es la que hace la

palanca como consecuencia de haber aplicado nosotros la potencia.

Brazo de potencia (BP), distancia entre el punto en el que aplicamos

la potencia y el punto de apoyo.

Brazo de resistencia; Br: distancia entre la fuerza de resistencia y el punto

de apoyo.

Video de palancas

Palanca de primer grado:

El punto de apoyo se encuentra entre la resistencia y la potencia.

Ejemplos

Martillo sacando un clavo

Tijeras

Balancín

Balanzas (de dos platos y romana)

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Alicates

Freno de la bicicleta: las manetas y la mayoría de los frenos

La pala, cuando saca la palada de la tierra funciona como palanca

de primer genero (punto de apoyo en el medio).

Palanca de segundo grado:

El punto de apoyo se encuentra en un extremo, la potencia en el extremo

opuesto y la resistencia entre ambas.

Ejemplos

Los frenos de bicicleta en V

Cascanueces

Guillotina para papel

Bomba manual para sacar agua

Gatillo de los extintores

Abridor de botellas

Algunos pedales

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Palanca de tercer grado:

El punto de apoyo está en un extremo, la resistencia está en el extremo

opuesto y es la potencia la que se sitúa en medio.

Ejemplos

Caña de pescar

Pinza de cejas

En el cuerpo humano, el conjunto codo - bíceps braquial -

antebrazo, y la articulación temporomandibular.

PLANO INCLINADO

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El plano inclinado es una máquina simple que consiste en una superficie

plana que forma un ángulo agudo con el suelo y se utiliza para elevar

cuerpos a cierta altura, ejemplo las rampas y el hacha. Tiene la ventaja de

necesitarse una fuerza menor que la que se emplea si levantamos dicho

cuerpo verticalmente, aunque a costa de aumentar la distancia recorrida

y vencer la fuerza de rozamiento.

LA RUEDA

La rueda es una pieza mecánica circular que gira alrededor de un eje.

Puede ser considerada una máquina simple, y forma parte del conjunto

denominado elementos de máquinas. Es uno de los inventos

fundamentales en la Historia de la humanidad, por su gran utilidad en la

elaboración de alfarería, en el transporte terrestre, y como componente

fundamental de diversas máquinas. El conocimiento de su origen se pierde

en el tiempo, y sus múltiples usos han sido esenciales en el desarrollo del

progreso humano.

LA CUÑA

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La cuña consiste en una pieza de madera o de metal terminada en ángulo

diedro muy agudo. Técnicamente es un doble plano inclinado portátil.

Sirve para hender o dividir cuerpos sólidos, para ajustar o apretar uno con

otro, para calzarlos o para llenar alguna raja o círculo.

El funcionamiento de la cuñas responden al mismo principio del plano

inclinado. Al moverse en la dirección de su extremo afilado, la cuña

genera grandes fuerzas en sentido perpendicular a la dirección del

movimiento.

Podemos encontrar innumerables objetos de uso diario empleados para

cortar en los que se emplea la cuña: cuchillos, todo tipo de cuchillas,

cortaúñas, abrelatas, dientes de sierras.... En otros casos se emplean para

apretar, sujetar, mantener unidos, o levantar objetos (topes de puerta,

punta destornilladores planos, tenedor, clavos, cuñas de seguridad de

camiones...) o para separar objetos (formón, cremallera, arado, hacha,

cincel, corta fierro, borde de las palas....), o abrirse camino (la proa de los

barcos, las cuchillas de los quitanieves...).

BIELA-MANIVELA

Este mecanismo transforma el movimiento circular en movimiento rectilíneo

alternativo. El sistema está constituido por un elemento giratorio

denominado manivela, conectado a una barra rígida llamada biela, de

modo que cuando gira la manivela, la biela está forzada a avanzar y

retroceder sucesivamente. Es un sistema reversible, lo que quiere decir que

también puede funcionar para convertir un movimiento lineal alternativo

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en otro de giro, como en el caso de un pistón dentro del cilindro en el

motor de un automóvil, donde la manivela se ve obligada a girar.

TUERCA-HUSILLO

Mecanismo constituido por un tornillo (también llamado husillo) y una

tuerca. Su funcionamiento se basa en que si se mantiene fija la tuerca, el

movimiento giratorio del tornillo produce el desplazamiento longitudinal del

tornillo y viceversa.

Mediante este sistema se consigue convertir el movimiento circular del

tornillo en movimiento rectilíneo de la tuerca.

El movimiento circular no tiene por qué ser suministrado por un motor, sino

que se puede producir manualmente mediante una manivela como

sucede en el tornillo de banco, o en la tajadera del cauce de un riego o

en un gato a manivela.

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POLEA

Una polea, 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 curso 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.

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TIPOS DE POLEAS:

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Video de poleas y engranajes

ENGRANEJES

Los engranajes están formados por dos ruedas dentadas, de las cuales la

mayor se denomina corona' y la menor 'piñón'. Un engranaje sirve para

transmitir movimiento circular mediante contacto de ruedas dentadas. Una

de las aplicaciones más importantes de los engranajes es la transmisión del

movimiento desde el eje de una fuente de energía, hasta otro eje situado

a cierta distancia y que ha de realizar un trabajo.

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Tipos de engranajes:

- Ejes que son paralelos

Engranajes helicoidales sencillos

Engranajes de doble helicoide

Engranajes cilíndricos

- Ejes que se cortan

Cónicos de dientes rectos

Cónicos de dientes helicoidales

- Ejes que se cruzan

De tornillo sinfín

Hipoide