Qué es una máquina? Pregunta: Luis Fernando Álvarez, 10 años Responde: Esteban Betancur, ingeniero mecánico Ilustraciones: Sebastián Peláez Las máquinas son conjuntos de piezas (fijas y móviles) que realizan un trabajo determinado. Son inventadas por el hombre buscando reducir el esfuerzo necesario para realizar una actividad, y llegan a realizar cosas que serían imposibles para las capacidades humanas. Las máquinas por definición dirigen, regulan o transforman la energía para aprovecharla según las necesidades. Por ejemplo, la bicicleta es una máquina que dirige la energía desde los pies del usuario hasta la rueda para dar movimiento y obtener una ventaja mecánica en comparación con desplazarse caminando. Generalmente, las máquinas se pueden dividir en tres sistemas: Motor: componente de la máquina que transforma la energía de entrada en movimiento, generando la energía motriz necesaria para que la máquina funcione. Mecanismo: sistema configurado para transmitir el movimiento de un punto a otro modificándolo de acuerdo a las necesidades de la máquina. Bastidor: es el chasis o parte fija de la máquina y se encarga de dar soporte a las otras piezas. De acuerdo al tipo de motor o fuente de energía de las máquinas, éstas se pueden clasificar en diferentes grupos: Máquinas manuales: la fuente de energía es el hombre, como en la bicicleta o la máquina de moler. Máquinas eléctricas: el motor usa la energía eléctrica para generar movimiento como en la licuadora o el ventilador. Máquinas hidráulicas: usan como fuente de energía un fluido (agua, aire, entre otros), como las turbinas o los molinos de viento. Máquinas térmicas: a partir de temperatura generan movimiento, por ejemplo la máquina de vapor. Hoy en día, hemos desarrollado máquinas para cumplir un sinnúmero de funciones. Cada vez se busca optimizar las máquinas para que hagan su función en menos tiempo, consumiendo menos energía y reduciendo la intervención humaNA                                                    QUE ES UNA MAQUINA SIMPLE

na 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, sólo transforma algunas de sus características.

Máquinas simples son: la palanca, las poleas, el plano inclinado, la cuña, etc.

 

                               PALANCA 

La palanca es una máquina simple que tiene como función transmitir una fuerza y un desplazamiento. Está compuesta por una barra rígida que puede girar libremente alrededor de un punto de apoyo llamado fulcro.¹

                                                           POLEAS 

Una polea, es una máquina simple, un dispositivo mecánico de tracción, que sirve para transmitir una fuerza. Además, formando conjuntos —aparejos o polipastos— sirve para reducir la magnitud de la fuerza necesaria para mover un peso.

Según definición de Hatón de la Goupillière, «la polea es el punto de apoyo de una cuerda que moviéndose se arrolla sobre ella sin dar una vuelta completa»¹ actuando en uno de sus extremos la resistencia y en otro la potencia.

                                                                 RUEDA O EJE 

La rueda y el eje siempre giran a la misma velocidad. Debido a que la circunferencia de la rueda 

es más grande, la superficie de la rueda girará a una velocidad mayor, recorriendo también una 

mayor distancia.

Colocar una carga en un vehículo con ruedas casi siempre reduce la fricción en comparación 

con arrastrar la carga sobre el suelo. Las ruedas no siempre se utilizan para el transporte en 

ciencia e ingeniería. Las ruedas con surcos se llaman poleas y las ruedas con dientes se llaman 

engranajes.

Ejemplos comunes de ruedas y ejes son los rodillos para amasar, los monopatines y las carretillas.

                                                     PLANOS IMCLINADOS

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.

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.

Las leyes que rigen el comportamiento de los cuerpos en un plano inclinado fueron enunciadas por primera vez por el matemáticoSimon Stevin, en la segunda mitad del siglo XVI.

Para analizar las fuerzas existentes sobre un cuerpo situado sobre un plano inclinado, hay que tener en cuenta la existencia de varios orígenes en las mismas.

                                                         TORNILLO 

Se denomina tornillo a un elemento u operador mecánico cilíndrico con una cabeza, generalmente metálico, aunque pueden ser de madera o plástico, utilizado en la fijación temporal de unas piezas con otras, que está dotado de una caña roscada con rosca triangular, que mediante una fuerza de torsión ejercida en su cabeza con una llave adecuada o con un destornillador, se puede introducir en un agujero roscado a su medida o atravesar las piezas y acoplarse a una tuerca.¹

                                  CUÑA

• Cuña, máquina simple para dividir cuerpos sólidos o dos planos inclinados, generalmente terminados en punta.

         

  

                                                            

                                                                 TUERCA HUSILLO 

             

El mecanismo tuerca husillo es un mecanismo que convierte el movimiento de rotación en movimiento lineal, y un par de torsión (fuerza de rotación) a una fuerza lineal.

Es una de las seis máquinas simples clásicos. La forma más común consiste en un eje cilíndrico como una rosca. El husillo pasa a través de la tuerca que rosca en el husillo. Cuando el husillo gira avanza en una proporción del paso de la rosca por vuelta de husillo.

                                                               TORNILLO SIN FIN  

  

En ingeniería mecánica se denomina tornillo sin fin a una disposición que transmite el movimiento entre ejes que están en ángulo recto. Cada vez que el tornillo sin fin da una vuelta completa, el engranaje avanza un número de diente igual al número de entradas del sinfin. El tornillo sin fin puede ser un mecanismo irreversible o no, dependiendo del angulo de la hélice, junto a otros factores. (CMyJM) Con el tornillo sin fin y rueda dentadapodemos transmitir fuerza y movimiento entre ejes perpendiculares.

                                                                 

   

                                                                                     BIELA MANIVELA 

              

    

El mecanismo de biela - manivela es un mecanismo que transforma un movimiento circular en un movimiento de traslación, o viceversa. El ejemplo actual más común se encuentra en el motor de combustión interna de un automóvil, en el cual el movimiento lineal del pistón producido por la explosión de la gasolina se trasmite a la biela y se convierte en movimiento circular en el cigüeñal.