Mecanismos y Máquinas: Palancas, Poleas, Torno y Transformación de Movimiento
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Mecanismos y Máquinas
Tema 3: Mecanismos y máquinas: Una máquina es un conjunto de dispositivos sencillos que realizan trabajo.
Palancas
Es una máquina simple. Es una máquina porque es capaz de multiplicar la fuerza y es simple porque está compuesta de muy pocos elementos. Podemos levantar mucho peso con poco esfuerzo. La fórmula es: F x Bf = R x Br (F=fuerza, Bf=brazo fuerza, R= resistencia, Br=brazo resistencia).
Tipos de palancas:
- Palanca de primer grado: El punto de apoyo está entre la fuerza y la resistencia.
- Palanca de segundo grado: La resistencia está entre el punto de apoyo y la fuerza.
- Palanca de tercer grado: La fuerza está entre el punto de apoyo y la resistencia.
Poleas y polipastos
La polea es una rueda con una hendidura en la llanta por donde se introduce una cuerda o una correa. Un polipasto es un conjunto de poleas combinadas de tal forma que puedo elevar un gran peso haciendo muy poca fuerza. Fórmula: polea --> F=R/2; Polipasto --> F=R/2n (n=número de poleas móviles).
Torno
Un torno es un cilindro que consta de una manivela que lo hace girar, de forma que es capaz de levantar pesos con menos esfuerzo. Fórmula: P*Bp= R*Br (P=potencia, Bp= brazo potencia).
Plano inclinado
El plano inclinado es una rampa que sirve para elevar cargas realizando menos esfuerzos. Fórmula: F= R* a/b (a=altura, b=distancia recorrida).
Mecanismos de transformación
Piñón cremallera
Es un sistema compuesto por un engranaje, llamado piñón, y una barra dentada. Los dientes del piñón engranan en los de la barra, de forma que un movimiento de giro del piñón produce un desplazamiento lineal de la barra.
Husillo-tuerca
Está compuesto de un eje roscado (husillo) y una tuerca con la misma rosca que el eje.
Mecanismos de transformación de movimiento circular a alternativo
Biela-manivela
Es un mecanismo compuesto de 2 barras articuladas, de forma que una gira y la otra se desplaza por una guía. La barra que gira se llama manivela, y la otra, biela.
Excéntrica
Es una rueda que tiene una barra rígida unida en un punto de su perímetro.
El cigüeñal
Es un sistema compuesto por la unión de múltiples manivelas acopladas a sus correspondientes bielas.
Leva y seguidor
La leva es un dispositivo que al girar es capaz de accionar un elemento al que no está unido y moverlo de forma alternativa.
El motor de 4 tiempos
- Admisión: La válvula se abre, entran el aire y el combustible (gasolina pulverizada) en el cilindro. Baja el pistón. Al bajar el pistón, se hace el vacío y ayuda a que entre mejor la mezcla.
- Compresión: Al subir el pistón, se cierran las válvulas de escape y de admisión y se comprime la mezcla (gasolina y aire). Para que suba el pistón la primera vez, hay que ayudarse con un motor de arranque alimentado por la batería del coche. Después ya sube por el propio giro del cigüeñal.
- Explosión: Cuando la mezcla está muy comprimida, la bujía lanza una chispa que hace explotar la mezcla. Los gases muy calientes se expanden y hacen bajar el pistón.
- Escape: Se abre la válvula de escape y, al subir el pistón, expulsa los gases producidos en la combustión a través de dicha válvula. Los gases pasan al tubo de escape, que los envía al exterior. Se vuelve a empezar el ciclo admisión-compresión-explosión-escape y así sucesivamente.
El motor de 2 tiempos
- Compresión-explosión: El pistón sube y comprime la mezcla. Cuando está arriba del todo se enciende la bujía provocando la explosión de la mezcla. Los gases calentados a alta temperatura se expanden y hacen descender el pistón con mucha energía.
- Escape-compresión: Cuando el pistón está abajo salen por el escape los gases procedentes de la anterior combustión y al mismo tiempo entran por la lumbrera A la mezcla de aire y gasolina. Por último, el pistón sube y comienza otra vez el proceso compresión-explosión.