Title: Lección: otros mecanismos
Course: Tecnología y Digitalizacion 2 ESO 25-26

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Q: CIGÜEÑAL y MANIVELA

Tanto la manivela como el cigüeñal tienen una función similar que consiste en aplicar movimiento a un eje con cierto brazo de palanca.

Manivela

Una manivela es una barra doblada con eje en uno de sus extremos.
[Image: manivela]
La manivela nos permite hacer girar un eje y cuanto más largo sea su brazo de palanca, más fácil es girar el eje.
En el siguiente vídeo se muestra una manivela muy sencilla.

Cigüeñal

Un cigüeñal es un eje acodado. Puede tener uno o más codos.

[Image: cigüeñal 1] |  | [Image: cigüeñal 2]

En el siguiente vídeo se muestra un cigüeñal de un codo.

Los cigüeñales puede tener varios codos. En este vídeo puedes ver uno de dos codos.

Cojinetes

Los coginetes son los puntos sobre los que puede girar un eje. Observa que la manivela sólo puede tener cojinetes en un extremo mientras que el cigüeñal los puede tener en los dos y puede tener más cojinetes en el centro
[Image: cojinetes]

¿Cuántos codos tiene el siguiente cigüeñal? [...]

¿Y cuántos cojinetes? [...]

[Image: cigüeñal]
A: 4; 5
  Hint: Los codos se alejan de la posición del eje y los cojinetes se encuentran en la dirección del eje

Q: BIELA

Una biela es una barra con dos articulaciones. Se usa para acoplar dos elementos móviles que sin ella no podrían unirse. Por ejemplo para acoplar dos palancas.

La siguiente imagen es de una biela real del motor de una moto. Observa que se trata de un elemento rígido. Los dos agujeros que se observan es por donde se va a unir a otros componentes del motor (al cigüeñal y al pistón) mediante uniones articuladas

[Image: biela]

¿Qué significa articulado? [...]
A: Que se permiten rotaciones
Gap 1 offers: Que se permiten rotaciones; Que se permiten traslaciones

Q: Sistema biela-cigüeñal

El mecanismo biela-cigüeñal acopla un cigüeñal con una palanca ([...]) o un patín ([...]). Este segundo movimiento es alternativo, de vaivén.

Este mecanismo es [...] por tanto el patín, o la palanca, pueden transmitir movimiento al cigüeñal. De hecho esta es la forma más frecuente de usarse ya que es el sistema que usan los motores de los coches para transformar el movimiento de vaivén del pistón en un movimiento circular que empujará las ruedas.

En la siguiente imagen se observa el cigüeñal del motor de un coche.

[Image]

En la siguiente imagen se observa el cigüeñal unido a las bielas y pistones

[Image]

Y en esta animación, el sistema funcionando

[Image]

Cuándo el pistón y la biela están perfectamente alineados, ¿puede el pistón inducir giro en el cigüeñal? [...]. Por eso estos puntos se llaman puntos muertos.

LOs puntos muertos se sobrepasan por inercia. Por eso conviene que el sistema tenga mucha masa. El elemento negro de la derecha se llama volante de inercia y tiene la función de mantener el movimiento.

En la siguiente imagen tienes un sistema parecido, pero en lugar de un cigüeñal tiene una [...]. Que, por tanto, tiene [...] cojinete

[Image]

Cuando el cigüeñal es el elemento que transmite el movimiento ¿hay puntos muertos? [...]
A: movimiento de arco; movimiento lineal; reversible; no; manivela; 1; no
Gap 1 offers: movimiento de arco; movimiento circular; movimiento lineal
Gap 2 offers: movimiento de arco; movimiento circular; movimiento lineal
Gap 3 offers: reversible; irreversible
Gap 4 offers: no; sí
Gap 7 offers: no; sí

Q: ¿Cómo afecta el tamaño del tambor y de la manivela a la fuerza obtenida?
- tambor grande | menos fuerza
- Manivela pequeña | menos fuerza
- Tambor pequeño | más fuerza
- Manivela grande | más fuerza
  Hint: Piensa cuándo hay más movimiento en la entrada y en la salida?

Q: ¿Cómo afecta el paso del husillo a la fuerza?
- paso grande | fuerza pequeña
- Paso pequeño | fuerza grande
Also offered: no afecta

Q: Tuerca-husillo

Un husillo es un tornillo largo. El sistema consiste en una tureca roscada sobre el husillo. Cuando el husillo [...] la tuerca [...]

[Image]

Por tanto, transforma[...] en [...].

Un movimiento lineal en la tuerca[...] girar el husillo. Por tanto, el mecanismo es [...]

Cada vez que el husillo da una vuelta, la tuerca avanza el paso del tornillo.

[Image]

El movimiento de avance de la tuerca es muy lento, por tanto el sistema desarrolla mucha fuerza, tanta que este sistema se usa en los gatos para elevar los coches. Un hombre con una manivela y paciencia puede levantar un coche usando este mecanismo.

Este mecanismo también se puede observar en el tornillo de banco del taller. Como desarrolla tanta fuerza, hay que tener cuidado con él porque es fácil que aplaste lo que con él se sujeta, si no se tiene cuidado.

[Image]
A: gira; avanza; un movimiento circular; un movimiento lineal; no hace; irreversible
Gap 1 offers: gira; avanza
Gap 2 offers: gira; avanza
Gap 3 offers: un movimiento circular; un movimiento lineal
Gap 4 offers: un movimiento circular; un movimiento lineal
Gap 5 offers: no hace; hace
Gap 6 offers: irreversible; reversible
Feedback: El sistema tuerca-husillo transforma un movimiento circular en uno lineal. Es irreversible y aumenta mucho la fuerza [Image: tureca-husillo]

Q: Las levas se usan en muchos sistemas, por ejemplo para abrir y cerrar las válvulas de un coche.

En la siguiente animación se ve el funcionamiento del motor de gasolina- En la parte de arriba se observan una levas. Cuesta verlas porque son muy pequeñas. Esas levas mueven las válvulas que están a los lados del punto en el que sale la chispa.

[Image: motor otto]

[Image: levas]

En la siguiente imagen se ve un motor real cortado.

[Image: válvulas]

Observa que hay un muelle en cada válvula. En el sistema de la imagen las levas [...] las válvulas mientras que los muelles [...] las válvulas.
A: abren; cierran
Gap 1 offers: abren; cierran
Gap 2 offers: abren; cierran

Q: Levas

Las levas son elementos que giran con formas variadas. La distancia del borde al centro de la leva no es la misma en todos los puntos. La forma más habitual es la que se muestra en la siguiente imagen.

[Image: leva]

En la siguiente animación se muestra cómo funcionan dos levas (elementos grises) que transmiten movimiento a dos pivotes (elementos naranjas)

[Image: from wikipedia]

Este mecanismo transforma un movimiento [...] de la leva en un movimiento

[...] en el pivote.
A: circular; lineal alternativo
Gap 1 offers: circular; lineal alternativo
Gap 2 offers: circular; lineal alternativo
Feedback: Las levas transforman un movimiento circular en un movimiento alternativo
  Hint: Mira la animación y piensa

Q: Las levas pueden tener distintas formas y en ocasiones esas formas reciben nombres específicos

Leva de corazón:

[Image: leva corazón]

Excéntrica:

[Image: excéntrica]

 Con una leva de corazón cada vuelta de la leva produce [...]

 Con una excéntrica cada vuelta de la misma produce [...]

 Con una leva de corazón cada vuelta de la leva produce [...]
A: dos subidas y bajadas del pivote; una subida y bajada del pivote; dos subidas y bajadas del pivote
Gap 1 offers: dos subidas y bajadas del pivote; una subida y bajada del pivote; tres subidas y bajadas del pivote
Gap 2 offers: dos subidas y bajadas del pivote; una subida y bajada del pivote; tres subidas y bajadas del pivote
Gap 3 offers: dos subidas y bajadas del pivote; una subida y bajada del pivote; tres subidas y bajadas del pivote
Feedback: Por tanto, el movimiento de salida depende de la forma de la leva
  Hint: Intenta mover mentalmente los dos posibilidades planteadas

Q: ¿Este mecanismo es reversible?

[Image: leva]
- Sí
- No
- depende de la forma del elemento
- depende de la velocidad del sistema
A: No
Feedback: Este mecanismo es irreversible. La leva puede mover el pivote, pero el pivote no hace girar la leva
  Hint: ¿Podemos mover ambos extremos del mecanismo y obtener movimiento en el otro?
  Hint: ¿Si movemos la leva el pivote sube y baja? ¿Si subimos y bajamos el pivote la leva gira?

Q: Torno

Un torno es un tambor accionado por una manivela sobre el que se enrolla un cable.

[Image: torno]

Transforma un movimiento [...] de la manivela en un movimiento [...] en el peso. Como la pesa también puede mover la manivela el mecanismo es [...] por lo que también se produce la transformación inversa.

[Image: torno]
A: circular; lineal; parcialmente reversible
Gap 1 offers: circular; lineal
Gap 2 offers: lineal; circular
Gap 3 offers: parcialmente reversible; ~reversible; irreversible