Tema 3. Mecanismos y máquinas

Nuria Peláez González3º ESO A

Palancas ● La palanca es una máquina

simple porque está compuesta por muy pocos elementos, puedo levantar mucho peso haciendo poca fuerza.

● Cuando la palanca está en equilibrio se cumple F·Bf=R·Br

● Fuerza: la fuerza que se aplica se representa por F

● Resistencia: fuerza ue se vence, se representa por R.

● Brazo: distancia del punto de aplicación al punto de apoyo, se representa por B.

● La fuerza y la resistencia se miden en niwton N

Tipos de palancasSegún la posición relativa de la fuerza, de la

resistencia y del punto de apoyo, las palancas se clasificn en tres tipos:

-Palanca de primer grado:el punto de apoyo está entre la fuerza y la resistencia.

Dependiendo de la longitud de los brazos, la fuerza será mayor, menor o igual que la

resistencia.-Palanca de segundo grado: la resistencia está

entre el punto de apoyo y la fuerza. Estas palancas tienen ventajas mecánicas es decir,

aplicando poca fuerza se vence una gran resistencia.

-Palanca de tercer grado: la fuerza esta entre el punto de apoyo y la resistencia. Tienen

desventaja mecánicas es necesario aplicar mucha fuerza para vencer poca resistencia.

Poleas y polipastos● -La polea : es una rueda con

una hendidura en la llanta por donde se introduce una cuerda o una correa. Sirven para elevar cargas con mas comodidad porque cambian la dirección de la fuerza. Pero también se puede dividir la fuerza para elevar una gran carga si se combinana las poleas formando polipastos.

● -Un polipasto: es un conjunto de poleas combinadas de tal forma que puedo elevar un gran peso haciendo muy poca fuerza. Esta compuesto de una polea fija y otra móvil. La fija solo gira cuando se tira de la cuerda y la móvil gira a la vez que se desplaza hacia arriba.

POLEA

POLIPASTO

TornoUn torno es un cilindro que consta de una

manivela que lo hace girar, de forma que es capaz de levantar pesos con menos esfuerzo.

Se puede considerar como una palanca de primer grado cuyos brazos giran 360º.

Con la mano giramos la manivela aplicando una fuerza , el torno gira y la cuerda se enrrolla

en el cilindro a la vez que eleva la carga. Es una palanca cuyo punto de apoyo es el eje del cilindro y los brazos son la barra de la manivela

y el radio del cilindro.P·Bp=R·Br

Como la longitud de la manivela es mayor que el radio del torno, la fuerza que hacemos con la manivela siempre será menor que la resistnecia

que levantamos

Plano inclinado, cuña y tornillo●-Cuña, es un plano inclinado doble, donde la fuerza que se aplica perpendicular a la base se transmite multiplicada a las caras de la cuña. La fuerza aumenta cuanto mayor longitud tienen las caras y menor longitud tiene la base.

●-Plano inclinado, es una rampa que sirve para elevar cargas realizando menos esfuerzo.Cuando menos este inclinada la rampa, menor será la fuerza que tendrá que hacer, pero entoncés tendrá que recorrer una distancia mayor. F=R·a/b.

●-Tornillo, plano inclinado, peor enrollado sobre un cilindro. Cuando se aplica presión y se enrosca, se multiplica la fuerza aplicada. Cada filete de la rosca hace de cuña, introduciendose en el material con poco esfuerzo.

PLANO INCLINADO

CUÑA

TORNILLO

Mecanismos de transmisión(engranajes)● Para que dos ruedas dentadas

engranen entre sí, el tamaño de los dientes de cada una deben de ser iguales.

● El número de dientes de un engranaje se representa por la letra Z.

● La rapidez con la que giran los engranajes se mide con la velocidad angular, se representa con w y se mide con revoluciones por minuto (rpm). Y siempre se cumple la siguiente relación:

● El número de dientes de la rueda con la que engrana por la velocidad angular a la que se mueve.

Mecanismos de transmisión (correa y cadena)●-Transmisión por correa, en este sistema tenemos una polea unida a otra por una correa. La poela grande tiene el doble de tamaño que la pequña.

●-Transmisión por cadena, es un mecanismo compuesto de una cadena y ruedas dentadas.

●-Tornillo sin fin, las rosca del tornillo engrana con los dientes del engranaje. Cada vuelta del tornillo la rueda dentada avanza un diente. El sistema no funciona a la inversa, porque la rueda no puede mover el tornillo y se bloquea.

R elación de transmisiónVelocidad motriz es la del elemento que acciona el

mecanismo, y la conducida, la del elemento que recibe el movimiento. Cuando la velocidad conducida es mayor que la motriz, se dice que el sistema es

multiplicador de velocidad. Si la velocidad conducida es menor que la motriz, el

sistema es reductor de velocidad.

MOTOR

Mecanismos de transformación (piñón-cremallera y biela-manivela)

Piñón-cremallera: sistema compuesto por un engranaje llamado piñó y una

barra dentada. Un movimiento de piñón produce un desplazamiento lineal de la barra. También puede

funcionar a la inversa.Biela-manivela: mecanismoc

compuesto de dos barras articuladas, de forma que una gira y la otra se

desplaza por una guía. La que gira se llama manivela y la otra biela. Este sistena transforma un movimiento

circular en uno alternativo o de vaivén

PIÑÓN CREMALLERA

BIELA MANIVELA

Mecanismos de transmisión (excéntrica, cigüeñal y leva)

Excéntrica: es una rueda que tiene una barra rígida unida en un

punto de su perímetro.Cigueñal: sistema compuesto por la union de multiples manivelas

aclopadas a sus correspondiestes bielas.

Leva: dispositivo que al girar es capaz de accionar un elemento al que no esta unido y moverlo de

forma alternativa.

EXCÉNTRICA

CIGUEÑAL

LEVA

L as máquinas térmicasLas máquinas térmicas

según la forma de realizar la combustión del combustible,

pueden ser de dos tipos:De combustión externa: el

combustible se quema fuera del motor, como en el caso de una máquina de vapor.De combustión interna: el

combustible se quema dentro de la máquina, como

en el motor de un coche.

El motor de cuatro tiemposEs el mas utilizado . Para que

un motor genere energía necesita el combustible y el

aire. Se llama de cuatro tiempos porque tiene cuatro fases bien diferenciasdas.

1 Admisión2Compresión3Expolisión

4Escape

El motor de dos tiemposEs un motor mas sencillo

que se utiliza mucho en las motos, cortadoras de

césped, etc. Al igual que el de cuatro tiempos, tiene que

admitir combustible, comprimirlo, explotar y

expulsar los gases, pero lo hace en solo dos fases en

un solo cilindro:1Compresión-explosión

2Escape-compresión

CoheteEs un reactor que lleva un tanque en el combustible y en el otro el

comburente (sustancia que reacciona con el combustible para provocar la combustión), normalmente es el oxígeno.

Los gases al calentarse se dilatan y salen a gran velocidad. Cuanta más velocidad tengan los gases

producidos por la combustión (vapor de agua) más velocidad

tendrá el cohete.

Motores de avionesTurborreactor: el aire es aspirado por las

hélices de un compresor. En la cámara de combustión, el oxígeno del aire que entra

comprimido reacciona con el queroseno. Los gases a las altísimas temperaturas de

combustión, se expanden y salen por la parte posterior a gran velocidad.

Turbofán: lo utilizan la mayoría de los aviones comerciales. Es mucho mas

silencioso. Al estar ventilado dentro del tubo, se suman dos efectos.

Turbopropulsor: muy parecido al turborreactor la diferencia esta en que la turbina de la parte posterior hace girar

además del compresor a una hélicedelantera exterior.

Motores de aviones (2)Estatorreactor: consiste en un tubo abierto por los

dos extremos. El oxígeno del aire entra por la parte delantera a altas velocidades, y reacciona con el combustible. Los gases se expanden debido al

enorme calor generado en la combustión iniciada por la chispa de la bujía, de esta forma salen por la parte posterior a gran velocidad, por lo que el motor

es empujado hacia adelante.Pulsorreactor: para mejorar el principal

inconveniente del motor anterior se instalan unas válvulas que permiten la entrada del aire y se

cierran cuando explota la mezcla. De esta forma evitamos el retroceso del aire hacia la entrada. Así,

la combustión se produce a pulsos. Esta es la razón por la que se denomina pulsorreactor. Estos motores se instalan en aviones que soportan poco

peso y suelen bajar cota.