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, solo transforma algunas de sus características.
Máquinas simples son: la palanca, las poleas, el plano inclinado, la cuña, etc.
No se debe confundir una máquina simple con elementos de máquinas, mecanismos o sistema de control o regulación de otra fuente de energía.
Las máquinas simples se confeccionaron desde tiempos muy remotos, exactamente cuando los Homo sapiens empezaron a inventar herramientas, como las hachas.
Tipos de máquinas simples”
En la palanca se cumple que D1 x F1 = D2
x F2
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; también se considera el eje con ruedas una máquina simple, aunque sea
el resultado de juntar otras dos máquinas simples.
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.
"Las Maquinas Simples"
La palanca
es una barra rígida con un punto de apoyo, llamado fulcro, a la que se aplica
una fuerza y que, girando sobre el punto de apoyo, vence una resistencia. Se cumple
la conservación de la energía y, por lo tanto, la fuerza aplicada por su
espacio recorrido ha de ser igual a la fuerza de resistencia por su espacio
recorrido.
En el plano inclinado se aplica una fuerza 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 se puede levantar
más peso con una misma fuerza aplicada pero, a cambio, la distancia a recorrer
será mayor.
La polea
simple transforma el sentido de la fuerza; aplicando una fuerza descendente se
consigue una fuerza ascendente. El valor de la fuerza aplicada y la resultante
son iguales, pero de sentido opuesto. En un polipasto
la proporción es distinta, pero se conserva igualmente la energía.
Tuerca husillo.
El mecanismo tuerca husillo transforma 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.
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.
A menudo, una máquina consta de dos o más herramientas
o artefactos simples, de modo que las máquinas simples se usan habitualmente en
una cierta combinación, como componentes de máquinas más complejas. Por
ejemplo, en el tornillo de Arquímedes, una bomba
hidráulica, el tornillo es un plano inclinado helicoidal.
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