Title: leccion: mecanismos 1
Course: Tecnología y Digitalizacion 2 ESO 25-26

Q: MECANISMOS

En tecnología, cuando se diseña una máquina, lo más normal es que esté movida por un motor, que tiene un movimiento circular, pero a veces no es ese el tipo de movimiento que necesitamos. En ese caso habrá que poner algo que cambie el tipo de movimiento. Por ejemplo en una grúa, nuestra intención suele ser poder levantar (con un movimiento [...] un peso, para lo que disponemos de un motor con movimiento [...]. No podemos unir directamente el peso al motor, porque entonces giraría en lugar de elevarse. Pero sí podemos enrollar el cable de la grúa en un tambor movido por el motor. Ese elemento será uno de los que estudiaremos en este tema.

En otras ocasiones nos encontramos que tenemos que aumentar la fuerza de la máquina para que realice correctamente su función. Por ejemplo, en el caso de la grúa nos interesa elevar la mayor cantidad posible de peso. En este caso también tendremos que poner algo que aumente la fuerza, como por ejemplo un sistema de desmultiplicación hecho con engranajes. En este tema también estudiaremos varios operadores capaces de resolver este problema.

Hemos usado la palabra “operador”. En tecnología la usamos para referirnos a una solución tecnológica que resuelve un problema elemental. Cuando se intenta resolver un problema complejo es bueno dividirlo en problemas más simples. Las soluciones a los problemas más simples las llamamos operadores. Problemas muy diferentes pueden tener partes similares que se resuelvan con el mismo tipo de operador. Observarás que en las máquinas que construyas en la asignatura de tecnología, aunque su función sea muy diferente, es frecuente que haya partes similares, los operadores, que resuelven una parte similar dentro del problema.

El presente tema trata sobre los mecanismos de transformación de movimientos, que son los operadores capaces de cambiar los tipos de movimiento y las fuerzas en el interior de las máquinas.

El sistema que resuelve un problema elemental se llama...[...]
A: lineal; circular; operador
Gap 1 offers: lineal; circular
Gap 2 offers: circular; lineal

Q: Transformaciones de fuerzas

Los mecanismos tienen una entrada y una salida. Se aplica un movimiento y una fuerza a la entrada y se obtiene otros a la salida. Cuando en uno de los lados tenemos mucho movimiento y en el otro tenemos poco, las fuerzas se transforman. Siempre nos vamos a encontrar que en la parte del mecanismo que hay más movimiento hay menos fuerza y en la que hay menos movimiento hay más fuerza.
Cuando valoremos un mecanismo, una de las cosas que nos vamos a preguntar será si aumenta o no la fuerza. Para saberlo tenemos que ver si se mueve lo mismo la entrada que la salida, en el caso de que sea diferente, habrá más fuerza en la parte que se mueve menos.

Incluso se pueden hacer cálculos, porque existe una ley general que relaciona el movimiento con la fuerza en los mecanismos:

movimiento x fuerza (en la entrada)=movimiento x fuerza (en la salida)

Esta ley general a veces toma una forma u otra dependiendo del mecanismo en cuestión.

Imagina que tenemos un mecanismo que se mueve con una manivela y tenemos que dar muchas vueltas para levantar un poco un peso. ¿Ese mecanismo aumentará la fuerza? [...]
A: sí
Gap 1 offers: sí; no; depende de la velocidad con que se mueve el mecanismo; depende del tipo de movimiento

Q: Palanca

Una palanca una barra con un punto de apoyo. Transforma un movimiento de arco en otro.
[Image: palanca]

La longitud entre el punto en el que se aplica o recibe la fuerza y el punto de apoyo, recibe el nombre de brazo.

¿Hay la misma cantidad de movimiento en la entrada y la salida de esta palanca? [...]

¿La palanca de la imagen transforma fuerzas? [...]

¿Las palancas, en general transforman fuerzas? [...]
A: no; sí; depende la si los brazos son iguales o diferentes
Gap 1 offers: no; sí
Gap 2 offers: sí; no; depende
Gap 3 offers: depende la si los brazos son iguales o diferentes; sí; no]

Q: Si el punto de apoyo no está en el centro, la palanca transforma fuerzas. Como en todos los mecanismos hay más fuerza en la parte del mecanismo que se mueve menos.

¿Es reversible este mecanismo? [...]
A: sí
Gap 1 offers: sí; no; depende

Q: La ecuación general de la mecánica, en el caso de la palanca tomo la siguiente forma por que es más fácil medir la longitud de los brazos que los arcos que describen los extremos de la palanca.

[Image: palanca]

F1xL1=F2xL2

Donde F1 y F2 son las fuerzas aplicadas a la palanca y L1 y L2 son los brazos de la palanca. Esta ecuación se llama la ley de la palanca.
Existen palancas en artilugios muy conocidos, como por ejemplo: en una pinza, en un alicate o en una carretilla.

En la siguiente imagen, A mide {a}metros y b mide {b} metros. ¿Cuánta fuerza hace falta para levantar, intentamos elevar un peso de {c}Kg puestos en C?

[Image: palanca]
A: {a}*{c}/{b} (formula; values not in the backup's text)

Q: Reversibilidad de los mecanismos

Otro concepto que nos plantearemos en todos los mecanismos es su reversibilidad. Los mecanismos pueden ser reversibles o irreversibles. En los reversibles podemos intercambiar entrada y salida, es decir, aplicar la fuerza y el movimiento en lo que era la salida y obtener los resultantes en lo que era la entrada.

Si solo se puede aplicar el movimiento en la entrada, el mecanismo es irreversible.

Imagina que tenemos un mecanismo que accionamos con una manivela que podemos girar hacia la derecha o hacia la izquierda. ¿Es reversible? [...]
A: Depende de si podemos aplicar mivimiento a la salida
Gap 1 offers: Depende de si podemos aplicar mivimiento a la salida; sí; no

Q: ¿Cómo será más fácil cortar un cable, con un alicate que tenga un mango largo o con uno que lo tenga corto? [...]
A: con uno que tenga el mango largo
Gap 1 offers: con uno que tenga el mango largo; con uno que tenga el mango corto; da igual

Q: Si tenemos un mecanismo en el que aplicamos una fuerza de {ef} Kg con un movimiento de {me} metros y obtenemos un movimiento de salida de  {ms} metros, entonces la fuerza en la salida será de cuántos Kg
A: {ef}*{me}/{ms} (formula; values not in the backup's text)

Q: POLEAS

Las poleas son ruedas acanaladas. Nos las podemos imaginar como una rueda de bicicleta a la que le hemos quitado la goma. El tamaño puede ser muy variable, pueden ser más grandes que la rueda de la bicicleta, pero normalmente son mucho más pequeñas.

[Image: perspectiva de polea] | [Image: alzado] | [Image: perfil]

 Ejemplos de poleas reales

[Image: p1] | [Image: p2]

Polea loca y polea solidaria

Cuando una polea gira libremente sobre su eje, se llama polea loca. Cuando el eje y la polea giran conjuntamente, entonces se llama polea solidaria. Si sujetamos el eje de una polea loca, la polea puede girar. Sin embargo, si agarramos el eje de una polea solidaria, la polea no gira porque están unidos.

Árbol y eje

Un eje es una barra sobre la que giran elementos. Un árbol es barra que sostiene elementos giratorios de manera solidaria. Un eje no puede transmitir movimiento, un árbol sí. Las poleas solidarias no tienen eje, tienen árbol.
¿La polea del tendedero es loca o solidaria? [...] por tanto tienen [...]
A: loca; eje
Gap 2 offers: árbol; eje

Q: Polea fija

Es una polea que está unida a un elemento fijo. Puede rodar, pero no se desplaza lateralmente.

[Image: polea fija] |

Este mecanismo transforma  un movimiento [...] en un movimiento [...]  de distinta dirección.
¿La polea fija trasforma fuerzas? [...]
¿La polea fija transforma fuerzas?[...]
¿Este mecanismo es reversible? [...]
¿La polea fija es loca o solidaria? [...] Por tanto tiene [...]
A: lineal; lineal; no; no; Sí; loca; eje
Gap 1 offers: lineal; circular
Gap 2 offers: lineal; circular
Gap 3 offers: no; sí; depende
Gap 4 offers: no; sí; depende
Gap 5 offers: Sí; No; Depende
Gap 7 offers: eje; árbol

Q: Polea móvil:

La cuerda está unida a un elemento fijo, pero la polea no, por tanto, puede desplazarse lateralmente. Tanto a la entrada como a la salida tenemos movimientos lineales.

¿La polea móvil trasforma fuerzas? [...]

¿La polea móvil es reversible? [...]

¿La polea móvil es loca o solidaria? [...] Por tanto tiene [...]
A: Sí; Sí; loca; eje
Gap 1 offers: Sí; No; Depende
Gap 2 offers: Sí; No; Depende
Gap 4 offers: eje; árbol

Q: Trócola y polipasto:

Son asociaciones de varias poleas fijas y varias móviles.

En el polipasto las poleas no comparten el eje

[Image: polipasto]

En la trócola las poleas móviles y las fijas comparten eje

[Image: trocola]

Tanto a la entrada como a la salida tenemos movimientos lineales. Estos aparejos se usan para aumentar las fuerzas. Multiplican la fuerza por el número de tramos de cuerda que hay en la salida (en estos dibujos multiplican por {1NM:=4} escribe únicamente el número). ¿Son reversibles? [...]

[Image: fuerzas]

¿Por cuánto multiplica la fuerza el siguiente aparejo? Escribe únicamente el número [...]

[Image: aparejo]
A: Sí; 6
Gap 1 offers: Sí; No; Depende

Q: En la siguiente imagen, ¿con qué fuerza debemos tirar de B para levantar colgamos {a}Kg colgados en  A?

[Image: polipasto]
A: {a}/6 (formula; values not in the backup's text)
  Hint: ¿Cuántas cuerdas hay en la salida?