MÁQUINAS SIMPLES Y MECANISMOS, TECNOLOGÍA 3º ESO · 2021. 4. 14. · MÁQUINAS SIMPLES Y...

MÁQUINAS SIMPLES Y MECANISMOS, TECNOLOGÍA 3º ESO

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ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN........................................................................................................... 3

2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Y JUSTIFICACIÓN ............................................ 4

3. MARCO TEÓRICO ........................................................................................................ 5

3.1. Concepto de máquina simple ..................................................................................... 5

3.2. Tipos de máquinas simples. ....................................................................................... 6

3.2.1. Plano inclinado ..................................................................................................... 6

3.2.2. Cuña .................................................................................................................... 7

3.2.3. Palanca ................................................................................................................ 8

3.2.4. Manivela ............................................................................................................ 10

3.2.5. Polea .................................................................................................................. 10

3.2.6. Rueda ................................................................................................................ 12

4. OBJETIVOS DEL PROYECTO .................................................................................... 12

5. CONSTRUCCIÓN DE MÁQUINAS SIMPLES ............................................................. 13

5.1. Metodología de trabajo ............................................................................................. 13

5.2. Construcción de báscula. ......................................................................................... 14

5.3. Construcción de carretilla ......................................................................................... 17

5.4. Construcción de catapulta ........................................................................................ 19

5.5. Construcción del brazo robótico. .............................................................................. 21

5.6. Construcción de polea accionada mediante manivela .............................................. 24

5.7. Construcción de un polipasto .................................................................................... 26

5.8. Construcción de pozo con manivela ......................................................................... 29

6. RESUMEN ................................................................................................................... 32

7. CONCLUSIONES ........................................................................................................ 32

8. BIBLIOGRAFÍA Y WEBGRAFÍA ................................................................................. 33

9. GALERÍA FOTOGRÁFICA .......................................................................................... 34


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1. INTRODUCCIÓN

La Tecnología, entendida como el conjunto de habilidades y conocimientos

científicos y técnicos empleados por el ser humano para pensar, diseñar y construir

objetos o sistemas técnicos, ha estado siempre presente en el desarrollo de la

humanidad. Su principal objetico ha sido resolver problemas o satisfacer

necesidades colectivas o individuales.

En este sentido, uno de los inventos fundamentales en la historia de la

humanidad ha sido la rueda. La rueda es un tipo de máquina simple formada por un

elemento circular y mecánico que gira alrededor de un eje. Usada en sus inicios

para la elaboración de piezas de alfarería, fue evolucionando hasta su uso en el

transporte terrestre y como componente fundamental de máquinas, lo que supuso el

comienzo de una nueva era en la revolución industrial.

Sin embargo, junto con la rueda, existen otros tipos de máquinas simples que

nos han permitido mejorar en gran medida la efectividad del trabajo realizado por el

hombre. Gracias a la maquinaria simple, se ha logrado transmitir e incrementar el

efecto de una fuerza al mover un objeto y así disminuir el esfuerzo con que se

realiza. En una máquina simple se cumple la ley de la conservación de la energía:

«la energía ni se crea ni se destruye; solamente se transforma».

De este modo, todas las máquinas simples convierten una fuerza pequeña en

una grande o viceversa y 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. Esta relación mide la eficacia de la maquina simple, en el sentido de que

cuanto mayor sea, mejor resultado nos dará la máquina.

El desarrollo y la evolución de las máquinas simples son un claro ejemplo de

cómo la Tecnología ha contribuido a conseguir la actual sociedad del bienestar, lo

que ha permitido configurar el mundo que conocemos y, con certeza, contribuirá a

configurar el paisaje del futuro.


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2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Y JUSTIFICACIÓN

La idea de realización de este proyecto surge dentro de la asignatura de

Tecnología en el curso de 3º ESO coincidiendo con el inicio del estudio del tema

“Máquinas y mecanismos”. Dichos contenidos se encuentran dentro del Bloque 4:

Estructuras y mecanismos, máquinas y sistemas” de nuestra programación

didáctica.

Desde la asignatura, cada uno de los contenidos curriculares se trabaja, no sólo

desde el punto de vista conceptual, sino también procedimental, lo que contribuye al

desarrollo de competencias claves mediante la búsqueda de información, análisis y

síntesis de la misma, etc.

Por ello, una vez que se desarrollan los conceptos teóricos, se plantea la

realización de proyectos en clase que permitan al alumnado desarrollar su

creatividad aplicando y poniendo en práctica los conocimientos adquiridos. Esto

supone una de las mejores formas de consolidar lo estudiado, además de favorecer

la competencia de aprender a aprender, ya que el alumno adquiere una serie de

habilidades y estrategias que le posibilitan futuros aprendizajes de una manera

autónoma. En este sentido, se buscará la integración activa del alumnado en el

proceso de enseñanza aprendizaje del aula, favoreciendo el proceso educativo.

Por otro lado, la búsqueda de proyectos como los que se desarrollan en esta

memoria, de construcción sencilla pero atractiva, elevan la motivación del alumnado,

ya que le permiten percibir la utilidad de los contenidos que se imparten y entender

la funcionalidad práctica no solo en la vida académica, sino en la vida diaria.

Finalmente, plantear retos de esta naturaleza, con metas cercanas pero

alcanzables, elevan la autoestima del adolescente, que empieza a considerarse

capaz de obtener resultados positivos.


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3. MARCO TEÓRICO

3.1. Concepto de máquina simple

Una máquina es el conjunto de elementos que se interponen entre una fuente

de energía y un trabajo mecánico que se realiza gracias a ella. Las máquinas están

formadas por mecanismos que desarrollan funciones elementales. Por lo tanto, el

mecanismo es un dispositivo que transforma un movimiento y una fuerza aplicada

(llamadas magnitudes motrices o de entrada) en otro movimiento y fuerza resultante

(denominadas magnitudes conducidas o de salida) distintos.

Imagen 1. Transformación de energía en máquina simple. Fuente: juntadeandalucia.es

La máquina más elemental que se conoce es aquel mecanismo formado por

un único elemento. Este tipo de máquina se denomina simple.

En una máquina simple se cumple la ley de la conservación de la energía: «la

energía ni se crea ni se destruye, solamente se transforma». Así, el trabajo

realizado por la fuerza aplicada (producto de ésta por la distancia que ha actuado),

será igual al trabajo resultante (fuerza resultante multiplicada por la distancia que ha

actuado). Por lo tanto, una máquina simple ni crea ni destruye trabajo mecánico,

sólo transforma algunas de sus características.

La ventaja mecánica se define en máquinas simples, como la razón entre

la fuerza resistente y la fuerza aplicada. Si su valor es mayor que la unidad, significa

que es necesario un esfuerzo menor para llevar a cabo un determinado trabajo o

aguantar el peso de una carga. Cuando la ventaja mecánica es inferior a uno,

sucede todo lo contrario.

http://enciclopedia.us.es/index.php/Fuerza


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Es decir:

𝑉𝑀 =𝐹 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑡𝑒

𝐹 𝑎𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑑𝑎

Siendo:

VM: Ventaja mecánica

F resistente: Fuerza resistente (N)

F aplicada: Fuerza aplicada. (N)

Cuando la fuerza resistente es el peso de una carga, hay que calcular su

valor a partir de la masa de la carga y de la aceleración de la gravedad. Es decir:

𝐹 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑡𝑒 = 𝑚 · 𝑔

Siendo:

m : masa de la carga (Kg)

g : aceleración de la gravedad=9.8 m/s2

3.2. Tipos de máquinas simples.

Existen diversos tipos de máquinas simples, sus principales características se

desarrollan a continuación:

3.2.1. Plano inclinado

En un 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.


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Imagen 2. Plano inclinado Handicapp Ramp, de George Norkus. Fuente: www.edu.xunta.gal

3.2.2. 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.

Imagen 3. Distribución de las fuerzas en una cuña. Fuente: juntadeandalucia.es

http://www.edu.xunta.gal/


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3.2.3. Palanca

La palanca es una barra rígida con un punto de apoyo o 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 tanto, la fuerza aplicada por su espacio

recorrido ha de ser igual a la fuerza de resistencia por su espacio recorrido, es decir:

F · BF = R · BR

Esta expresión se conoce como Ley de la Palanca.

Se distinguen tres tipos de palancas dependiendo de la posición relativa de las

fuerzas aplicada y la resistencia respecto al fulcro.

Según la combinación de los puntos de aplicación de potencia y resistencia y

la posición del fulcro se pueden obtener tres tipos de palancas.

En las palancas de primer grado, el fulcro está situado entre la fuerza

aplicada y la resistencia a vencer. Este tipo de palancas amplifica la fuerza aplicada,

es decir, logra fuerzas más grandes a partir de otras más pequeñas. Algunos

ejemplos clásicos de este tipo de palancas son el balancín, la balanza o unos

alicates.

Imagen 4. Palanca de primer grado. Fuente: http://palancasliceodepartamental.blogspot.com

http://palancasliceodepartamental.blogspot.com/p/tipos-de-palancas.html


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En las palancas de segundo grado, la fuerza a vencer o resistencia se

encuentra entre el fulcro y la fuerza a aplicar. Como ejemplos puede citarse el

cascanueces o la carretilla.

Imagen 5. Palanca de segundo grado. Fuente: http://palancasliceodepartamental.blogspot.com

En las palancas de tercer grado, la fuerza a aplicar se encuentra entre el

fulcro y la fuerza a vencer o resistencia. Este tipo de palanca es ideal para

situaciones de precisión, donde la fuerza aplicada suele ser mayor que la fuerza a

vencer. Como ejemplos puede citarse la grapadora o el propio brazo humano.

Imagen 6. Palanca de tercer grado. Fuente: http://palancasliceodepartamental.blogspot.com




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3.2.4. Manivela

Es una pieza angular que tiene uno de sus extremos unido a un eje giratorio y

al otro extremo se aplica una fuerza para provocar el giro del eje. Cuanto mayor sea

la fuerza aplicada o mayor la separación del mango, mayor será la capacidad para

provocar el giro que tiene la manivela.

La manivela consta de tres partes principales: eje, brazo y empuñadura. El eje

determina el centro de giro, el brazo la distancia entre el eje y la empuñadura y la

empuñadura es la parte adaptada para que pueda ser cogida con las manos.

Imagen 7. Manivela. Fuente: https://sites.google.com/site/gabrielmecanismos/

3.2.5. Polea

Una polea simple es un cilindro sobre el que pasa una cuerda. Con ella se

consigue transformar 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, por lo que la ventaja mecánica es uno, pero se obtiene un cambio de

dirección para facilitar el trabajo.

https://sites.google.com/site/gabrielmecanismos/


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Imagen 8. Polea. Fuente: https://juntadeandalucia.es

Un conjunto de poleas pueden formar lo que se conoce como polipasto, que

es la configuración más común de polea compuesta. En un polipasto, las poleas se

distribuyen en dos grupos, uno fijo y uno móvil. En cada grupo se instala un número

arbitrario de poleas, y la carga se une al grupo móvil. En un polipasto la ventaja

mecánica depende del número de poleas que haya.

Imagen 9. Polipasto. Fuente: https://juntadeandalucia.es

https://juntadeandalucia.es/



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3.2.6. Rueda

La rueda es una máquina simple que consta de una pieza circular que gira en

torno a un eje. Suele emplearse como pieza o componente de máquinas más

complejas.

Imagen 10. Uso de rueda con manivela en mecanismo. Fuente: https://juntadeandalucia.es

4. OBJETIVOS DEL PROYECTO

El objetivo general del proyecto es facilitar en el alumnado el aprendizaje y la

asimilación de los contenidos curriculares correspondientes al Bloque 4:

“Estructuras y mecanismos. Máquinas y sistemas”, dentro de la asignatura de

Tecnología para el curso de 3º de ESO.

De forma específica, se pretende la consecución de los siguientes objetivos:

1. Conocer las distintas máquinas simples y su funcionamiento.

2. Diseñar y construir maquetas de máquinas simples y conjuntos de

mecanismos de transmisión y transformación.

3. Identificar la función de los elementos que configuran una máquina o

sistema desde el punto de vista estructural y mecánico.

4. Conocer cómo se produce la transformación o transmisión de movimiento

en distintos mecanismos.



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5. CONSTRUCCIÓN DE MÁQUINAS SIMPLES

5.1. Metodología de trabajo

Aunque lo deseable en este tipo de proyectos es fomentar el trabajo en

equipo para favorecer la atención a la diversidad en el aula y el trabajo cooperativo,

la situación actual de pandemia por COVID 19 ha provocado que los alumnos

trabajen cada proyecto de manera individual. No obstante, sí se han intercambiado

propuestas y dudas en gran grupo, respetando las medidas de seguridad

establecidas.

Para el desarrollo de los distintos proyectos se ha llevado a cabo la siguiente

metodología de trabajo en el aula, teniendo en cuenta que cada sesión de trabajo

dura aproximadamente 55 minutos.

TAREA DESCRIPCIÓN LUGAR Nº

SESIONES

1 Explicación de contenidos teóricos, realización

de actividades y resolución de dudas en clase. Aula 4

2

Asignación de los trabajos a cada alumno,

indicación de los materiales y herramientas

necesarios para desarrollar las maquetas.

Aula 1

3 Realización de bocetos y diseño de las

maquetas Aula 1

4 Búsqueda y recopilación de materiales. Casa 1

5 Construcción y ensamblaje de maquetas. Aula/Casa 3

6 Presentación en el aula, grabación de videos

explicativos. Aula 2

Total de sesiones 12


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5.2. Construcción de báscula.

Como se ha desarrollado en el marco teórico de esta memoria, la báscula es

un tipo de palanca de primer grado, ya que el fulcro se encuentra entre la fuerza

aplicada y la resistencia.

Para la construcción de esta maqueta, al igual que para el resto de máquinas

simples que se describen en los siguientes apartados, se ha intentado hacer uso de

materiales que los alumnos pudieran tener por casa, para que el coste de los

proyectos sea el mínimo posible.

En este caso, los alumnos han necesitado los siguientes materiales:

CANTIDAD MATERIAL DESCRIPCIÓN FUNCIÓN

2 Tablas de

madera 50x40 cm

Base de soporte y listones de

madera para los brazos de la

báscula: uno horizontal y otro

vertical.

2 Cuencos de

plástico 24x12 cm Cestillos de la báscula

2 Tornillos Cabeza de

estrella

Sujetar los brazos entre sí y el

brazo inferior a la base.

2 Cáncamos Con espiga de 5

mm

Sujetar las cuerdas al brazo

horizontal de la báscula.

1 Ovillo de

cuerda

Nylon, 5 mm de

grosor. Sujetar los cestillos

1 Bote de

pintura Color blanco Pintar la báscula

1 Brocha 5 cm de ancho Pintar la báscula


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Por otro lado, han utilizado las siguientes herramientas.

HERRAMIENTA FUNCIÓN

Regla, lápiz Realizar las medidas necesarias sobre la madera.

Segueta Cortar las maderas para obtener los listones del tamaño

deseado.

Papel de lija de

grano fino

Lijar todas las maderas para alisar todas las superficies antes de

ser pintadas.

Barrena Agujerear la madera antes de ser atornilladas.

Destornillador Atornillar el brazo vertical al soporte de la báscula, así como los

brazos entre sí.

Pistola de

silicona Adherir y sellar las maderas una vez atornilladas.

Previamente a la construcción, los alumnos realizaron un boceto para diseñar

el prototipo.

Imagen 11. Boceto de báscula realizada por la alumna Jimena García de la Rosa. Fuente: propia


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El proceso de construcción se desarrolló de acuerdo a los siguientes pasos:

1. Se marcan las medidas deseadas sobre las tablas de madera.

2. Se cortan con la segueta tanto la base como los listones que formarán los brazos

de la báscula.

3. Se agujerean los listones con la barrena y la base de soporte.

4. Se atornilla el listón vertical a la base.

5. Se atornilla el listón horizontal con el vertical, comprobando que bascula

libremente.

6. Se atornillan dos cáncamos, uno a cada extremo del brazo horizontal.

7. Se realizan agujeros en cada extremo de los cestillos de plástico.

8. Se cortan 8 trozos de cuerda de aproximadamente 25 cm y se anudan a los

cestillos pasando por los orificios.

9. Finalmente, se ata cada extremo del cestillo a los cáncamos del brazo horizontal.

El resultado final puede verse en el siguiente ejemplo:

Imagen 12. Báscula realizada por la alumna Jimena García de la Rosa. Fuente: propia


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5.3. Construcción de carretilla

Como se ha desarrollado en el marco teórico de esta memoria, la carretilla es

un tipo de palanca de segundo grado, ya que la resistencia ofrecida se encuentra

entre el fulcro y la fuerza aplicada.

Para la construcción de la carretilla, los alumnos han necesitado los

siguientes materiales y herramientas:


25 Palitos de

madera

1,7x11 cm

aprox. Elementos para construir la carretilla

1 Brocheta de

madera 10 cm aprox.

Eje pasante para las ruedas de la

carretilla


Regla, lápiz Realizar las medidas necesarias sobre los palitos

Cúter o tijeras Cortar los palitos de madera.

Papel de lija de grano fino Lijar los palitos antes de pegarlos, para alisar sus

superficies.

Pistola de silicona o cola para

madera Adherir los palitos de madera

Compás Marcar un círculo para construir las ruedas


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el prototipo.

Imagen 13. Boceto de carretilla realizado por la alumna Heba Manzano El Baraka. Fuente: propia


1. Con ayuda del cúter, se cortan las zonas redondeadas de los palitos.

2. Se pegan 5 palitos para fabricar la base de la carretilla.

3. Se van pegando los palitos alrededor de la base para comenzar a construir los

laterales de la carretilla.

4. Se cortan 8 palitos por la mitad y se pegan longitudinalmente formando las

paredes laterales de la carretilla.

5. Para fabricar las ruedas, se pegan varios palitos y se trazan con el compás dos

círculos de unos 3 cm de diámetro.

6. Se cortan las ruedas con ayuda del cúter y se agujerean en el centro.

7. Se introduce la varilla del eje por las dos ruedas y se pega a la parte inferior de

la carretilla.

8. Finalmente, se cortan dos palitos rectos de unos 9 ó 10 cm y se pegan a la base

para fabricar los mangos de la carretilla.


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Imagen 14. Carretilla realizada por Carlota Arjona Fuente: propia

5.4. Construcción de catapulta

La catapulta es un ejemplo de palanca de primer grado, ya que el fulcro se

encuentra entre la fuerza aplicada y la resistencia. Para construir la catapulta, los

alumnos han necesitado los siguientes materiales y herramientas:


1 Listón de

madera

100x30x30 cm

aprox. Cuerpo de la catapulta

3 Gomas elásticas Tamaño medio Propulsar la pala de madera

de la catapulta

1 Cuchara de

madera

De unos 20 cm

aprox. Brazo de la catapulta

6 tornillos Cabeza estrellada Unir los listones de madera

entre sí

1 Varilla de metal De unos 11 cm

aprox.

Eje para sujetar el brazo de la

catapulta


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Regla, lápiz Realizar las medidas necesarias sobre los listones de

madera

Segueta Cortar las maderas para obtener los listones del tamaño

deseado.

Papel de lija de

grano fino

Lijar todas las maderas para alisar todas las superficies antes

de ser pintadas.

Barrena Agujerear la madera antes de ser atornilladas, así como la

cuchara de palo.

Destornillador Atornillar los listones entre sí.

Pistola de silicona Adherir y sellar las maderas una vez atornilladas.


1. Se marcan las medidas deseadas sobre el listón de madera

2. Se cortan con la segueta los 7 listones necesarios.

3. Se agujerean los listones con la barrena en el lugar donde van a ser

atornillados.

4. Se van atornillando hasta ensamblar el cuerpo de la catapulta, de tal modo que

colocaremos 5 listones en posición horizontal y dos en posición vertical.

5. Se agujerea la cuchara de madera y los listones verticales para pasar la varilla a

modo de eje.

6. Se anudan las gomas elásticas a la cuchara y al listón horizontal sobre el que se

apoya, comprobando que el brazo de la catapulta imprime suficiente fuerza.


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Imagen 15. Catapulta realizada por la alumna Lucía Rojas. Fuente: propia

5.5. Construcción del brazo robótico.

El brazo robótico es un tipo de máquina simple que permite sujetar objetos

gracias al movimiento articulado que presentan sus piezas. Está formado por un

conjunto de palancas de primer grado, teniendo un funcionamiento muy similar al

que presenta unas tijeras. Para la construcción del brazo, los alumnos han

necesitado los siguientes materiales y herramientas:


6 Palitos de madera

(tipo polo) 1,7x11 cm aprox.

Piezas para ensamblar

el brazo.

2 Brochetas de madera 10 cm aprox. Ejes para ensamblar

las piezas.

2 Tapones de plástico 2 cm de diámetro

aprox.

Anillos para sujetar el

brazo.


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Papel de lija de grano fino Lijar los palitos antes de pegarlos, para alisar sus

superficies.

Pistola de silicona o cola para

madera Adherir los palitos de madera

Barrena Para agujerear cada uno de los palitos de

madera

Alicates Para cortar las brochetas sobrantes.


el prototipo.

Imagen 16. Boceto de brazo robótico realizado por la alumna Lorena González. Fuente: propia


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1. Se perforan los palitos de madera con ayuda de la barrena. Deberán realizarse

tres orificios en cada uno, dos en los extremos y otro en el centro.

2. Se corta la brocheta de madera en 7 pequeños segmentos de unos 2 cm de

largo aproximadamente.

3. Se van ensamblando los palitos de madera en forma de crucetas, con ayuda de

los segmentos cortados.

4. Con ayuda de unos alicates se corta el excedente de las brochetas.

5. Con ayuda de un cúter, se corta la base de dos tapones de plástico y se

ensamblan en los extremos del brazo robótico para crear los puntos de agarre.

6. Se comprueba que el brazo mecánico funciona adecuadamente y permite

agarrar objetos pequeños.


Imagen 17. Brazo robótico realizado por el alumno Jaime Aljama. Fuente: propia


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5.6. Construcción de polea accionada mediante manivela

La polea accionada mediante una manivela es uno de los mecanismos más

habituales que podemos encontrar en todo tipo de máquinas de uso cotidiano. Por

ejemplo, en grúas accionadas por un motor eléctrico, en barcos para recoger las

redes de pesca o en pozos para elevar cubos de agua desde el fondo. Mediante

este mecanismo se logra obtener un movimiento lineal a partir de uno giratorio. En

este proyecto, los alumnos diseñaron una pequeña caja con dos poleas y una

manivela, que produce la transmisión de movimiento de una a otra.

Para esta construcción, se necesitaron los siguientes materiales y

herramientas:


1 Cartón pluma Plancha de 30x 40

cm

Construcción de la

caja

2 Brochetas de madera 10 cm aprox. Eje de las poleas.

2 Palitos de madera (tipo

polo) 1,7x11 cm aprox. Soporte para el eje

1 Cartón Caja de zapatos Construcción de

poleas

1 Cuerda Nylon Sujeción entre

poleas.


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Papel de lija de grano

fino

Lijar los palitos antes de pegarlos, para alisar sus

superficies.

Pistola de silicona Adherir los palitos de madera

Barrena Para agujerear el cartón y los palitos de polo.

Compás Para trazar los círculos en el cartón y construir las

poleas.

Previamente a la construcción, los alumnos realizaron un boceto:

Imagen 18. Boceto de Elena Lorente. Fuente: propia

El proceso de construcción se desarrolló según los siguientes pasos:

1. Se cortaron las piezas de cartón pluma según las medidas indicadas para

formar los laterales, el techo y la base de la caja.

2. Se abrieron las ventanas en los laterales para dar visibilidad a la polea

interior.


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3. Se construyen las 3 poleas trazando dos círculos de distinto diámetro, uno

exterior de unos 3 cm y el interior de 1 cm.

4. Se agujerean las poleas por el centro para hacer pasar las brochetas.

5. Se cortan 4 palitos de madera a bisel para pegarlos en los extremos de la

parte superior de la caja y servir de soporte al eje de la polea.

6. Pegamos un trozo de madera a la polea que hará las veces de manivela.

Esta polea irá pegada en el lateral de la caja y transmitirá el movimiento a las

otras dos.

El resultado final se muestra a continuación:

Imagen 19. Construcción de Elena Lorente. Fuente: propia

5.7. Construcción de un polipasto

En este proyecto los alumnos realizaron un polipasto combinando poleas fijas

y móviles. En los extremos de las poleas se cuelgan dos pequeños cubos que

permiten que éstas desempeñen su función deslizando la cuerda hacia arriba o

hacia abajo dependiendo del peso depositado en dichos cubos.


herramientas:


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1 Caja de cartón Caja rectangular de unos

20 x 30 cm aprox.

Cuerpo de la

estructura.

2

Palitos de

madera (tipo

polo)

1,7x11 cm aprox Reforzar las esquinas

de la estructura

3 Tornillos Cabeza estrellada

Atornillar las poleas

para una mejor

sujeción.

1 Cuerda Nylon Sujeción entre poleas.

2 Cáncamos 5 mm Sujeción de la cuerda


Regla, lápiz Realizar las medidas necesarias sobre la caja

Cúter o tijeras Cortar la caja , poleas y palitos de madera

Pistola de silicona Adherir los palitos de madera

Destornillador estrella Atornillar las poleas

Compás Para trazar los círculos en el cartón y construir las poleas.

El proceso de construcción se desarrolló según los siguientes pasos:

1. Se cortan cuatro tiras de cartón para ensamblar y pegar la estructura: 2 tiras

de 6x20 cm para los laterales y otras 2 de 6x15 cm para la base y el techo.

Una vez formada la estructura, puede reforzarse en las esquinas con palitos

de madera para proporcionar mayor estabilidad.


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2. Se fabrican las poleas. Para ello, se trazan 4 círculos de unos 5 cm de

diámetro con el compás y se unen 2 a 2 mediante un pequeño rollito de

cartón en su interior. El conjunto se atornilla para aportar una mayor

resistencia a las poleas.

3. La polea fija se pega al techo de la estructura con silicona y se comunica con

la polea móvil a través de la cuerda.

4. Se construyen 2 pequeños cubos de cartón, recortando y enrollando dos

rectángulos de unos 4x3 cm aproximadamente. Los cubos colgarán de las

poleas a través de un trozo de cuerda. Las canicas depositadas en los cubos

provocarán el deslizamiento de la cuerda a través de las poleas.

El resultado se muestra a continuación:

Imagen 20. Construcción de polipasto de Marcos Gázquez. Fuente: propia.


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5.8. Construcción de pozo con manivela

En este proyecto los alumnos realizaron la maqueta de un pozo, en el que un

cubo, cuya función es la recogida de agua, se encuentra colgando de una cuerda

que le permite realizar el movimiento de subida y bajada. Dicha cuerda está sujeta a

una manivela, que es una palanca de segundo grado que permite la trasmisión del

movimiento al mecanismo pivotando un extremo en un eje y rotando el otro.


herramientas:


1 Base de madera 30x30 cm Base del pozo

2 Listones de

madera 3x24 cm aprox Laterales del pozo

1 Listón de madera Cilíndrico, de 3 cm

de diámetro aprox. Polea

2 Tornillos Cabeza estrellada Sujeción de manivela y

listones de madera

1 Cuerda Nylon Sujeción del cubo a la polea.

1 Bloque de corcho Circular, de unos

11 cm de diámetro. Pozo

1 Tapón de plástico 3 cm de diámetro Cubo

1 Brocheta de

pinchitos 6 cm Manivela

1 Clip metal Sujetar el cubo a la cuerda

1 Témperas Color oscuro Decorar el pozo.


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Sierra Cortar las maderas y listones según tamaño indicado

Cúter Cortar el bloque de corcho para fabricar el pozo.

Pistola de silicona Adherir la estructura del pozo.

Taladro Agujerear los listones de madera.

Brocha Pintar el pozo

Previamente a la construcción, los alumnos realizaron un boceto:

Imagen 21. Boceto de pozo: Mª Alejandra Pérez. Fuente: propia.


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Para la construcción, se llevaron a cabo los siguientes pasos:

1. Se cortan las maderas y listones con el tamaño deseado.

2. Se corta el corcho en su interior para crear la cavidad donde se introducirá el

cubo y se pega con silicona a la base de madera.

3. Se pegan los listones a ambos lados del pozo de corcho.

4. Se atornilla el listón cilíndrico a los laterales para ejercer de polea.

5. Se atornilla a la polea el pinchito de madera que servirá de manivela.

6. Se enrolla la cuerda alrededor de la polea y se ata el tapón de plástico que

realizará la función del cubo.

7. Finalmente, se decora y pinta el pozo de corcho para darle un toque más

realista.

Imagen 22. Pozo construido por Mª Alejandra Pérez. Fuente: propia.


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6. RESUMEN

El proyecto de “Construcción de máquinas simples” surge con el propósito de

facilitar al alumnado el aprendizaje de los contenidos curriculares correspondientes

al bloque de contenidos “Estructuras y mecanismos, máquinas y sistemas”; dentro

de la asignatura de Tecnología para 3º de ESO.

Para ello, se propone a los alumnos el diseño y construcción de varios tipos

de máquinas simples, accionadas mediante mecanismos sencillos, que les

permitan un mayor conocimiento de su funcionamiento, así como identificar los

distintos elementos que configuran la máquina desde un punto de vista estructural y

mecánico.

Dentro del proyecto, algunos alumnos han construido algunos ejemplos de

palancas de primer grado, tal es el caso de la balanza, la catapulta o el brazo

robótico; éste último formado por la combinación de varias palancas de primer

grado. Otros alumnos han optado por construir un prototipo de carretilla como

ejemplo de palanca de segundo grado.

Finalmente, se han desarrollado construcciones de máquinas simples donde

los elementos protagonistas han sido elementos como la polea y la manivela. Para

comprender el funcionamiento de un polipasto, algunos alumnos han diseñado un

sistema compuesto por la combinación de poleas fijas y móviles recorridas por una

sola cuerda, pudiendo verificar cómo la polea fija puede modificar la dirección de la

fuerza ejercida sobre la cuerda. Otros, en cambio, han optado por construir una

maqueta con un pozo donde el giro de una polea es accionado mediante una

manivela.

7. CONCLUSIONES

Tras la realización del proyecto se han podido obtener las siguientes

conclusiones:

- El alumnado mostró mucho más interés y motivación por el aprendizaje de

contenidos durante la ejecución de los proyectos que cuando se explicaron

los conceptos teóricos en clase.

- El coste de los proyectos, en la mayoría de los casos, ha sido nulo; ya que se

ha intentado potenciar el uso de materiales reciclados o usados que el

alumno tuviera por casa.


33

- A pesar de tener que realizar los proyectos de forma individual por la

situación de pandemia que vivimos en la actualidad, se reforzaron las

habilidades sociales en el aula mediante el intercambio de ideas y la

colaboración del grupo clase.

- Un gran grupo de alumnos demostró tener una gran capacidad creativa y

resolutiva cuando encontraba dificultades en el proceso de construcción.

- Los resultados del proyecto han sido muy satisfactorios; se observa que los

alumnos son muy receptivos a actividades de estas características, lo que

queda reflejado en las buenas calificaciones que ha obtenido la clase en

líneas generales.

8. BIBLIOGRAFÍA Y WEBGRAFÍA

http://www.juntadeandalucia.es/averroes/centros

https://es.wikipedia.org/wiki/Rueda

https://www.edu.xunta.gal/espazoAbalar/sites/espazoAbalar/files/datos/1464947673/contido/2_mquinas:simples.html

http://enciclopedia.us.es/index.php/Ventaja_mec%C3%A1nica

https://sites.google.com/site/gabrielmecanismos/Home/parte-ii/8---palanca/8-1---ley-de-la-palanca


https://www.cac.es/cursomotivar/descargas2014/maquinas-simples.pdf

http://www.juntadeandalucia.es/averroes/centros

https://es.wikipedia.org/wiki/Rueda

http://enciclopedia.us.es/index.php/Ventaja_mec%C3%A1nica




https://www.cac.es/cursomotivar/descargas2014/maquinas-simples.pdf


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9. GALERÍA FOTOGRÁFICA

A continuación, se muestran algunos de los proyectos que presentaron los

alumnos de 3º de ESO:

BÁSCULAS


35

CARRETILLAS


36

CATAPULTAS

BRAZOS ROBÓTICOS


37

POLEAS/ MANIVELAS

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