Conceptes Fonamentals i Classificació de Màquines Simples

Màquines: Definició i Funció

Les màquines són un conjunt de dispositius capaços de transformar l'energia en treball útil o en un altre tipus d'energia. Realitzen un treball amb necessitat d'energia.

Conceptes Fonamentals

Treball (W)

Acció d'aplicar una o més forces sobre un cos i provocar o modificar-ne els moviments.

• Fórmula: W = F · x (Joules)
• Unitats: Força (Newtons), Desplaçament (metres).

Energia

Capacitat de realitzar un treball.

Màquina Ideal

Màquina que transforma l'energia que rep en treball o en una altra forma d'energia.

Potència (P)

Rapidesa amb la qual es duu a terme un treball o es transforma l'energia.

• Fórmula: P = W / t
• Equivalències:
  • 1 W = 1 J / 1 s
  • 1 kW = 1000 W
  • 1 CV = 736 W

Classificació de les Màquines

Segons l'àmbit tecnològic, es classifiquen en:

• Màquines elèctriques
• Màquines agrícoles
• Màquines tèxtils, etc.

Màquines Simples

Dispositius senzills, normalment formats per un sol element, que requereixen únicament l'aplicació d'una força per poder funcionar i que faciliten la realització del treball.

Avantatge Mecànic (i)

Fórmula: i = R / F

No té unitats, ja que és una relació proporcional entre la resistència (R) i la força aplicada (F).

La Palanca

Barra rígida, recolzada en un punt de suport o fulcre al voltant del qual pot girar.

Llei de la Palanca

La força pel seu braç és igual a la resistència pel seu braç.

• Fórmula: F · d1 = R · d2

Tipus de Palanques (Gèneres)

1. Primer Gènere: El punt de suport se situa entre la força i la resistència.
2. Segon Gènere: El punt de suport se situa en un extrem de la barra, la força a l'altre extrem i la resistència al mig.
3. Tercer Gènere: El punt també és a l'extrem de la barra, però la força és al mig i la resistència a l'altre extrem.

La Roda

S'utilitza principalment per al transport de mercaderies. Altres aplicacions són la politja, la roda hidràulica, la mola o la roda al molí, etc.

La Politja

Roda suspesa pel seu eix sobre el qual pot girar, amb la superfície lateral acanalada per on pot passar una corda els extrems de la qual pengen per cada costat. La força aplicada és la mateixa que el valor de la càrrega (en politges fixes).

Combinacions de Politges: El Polispast

Fórmula: F = (R + Q) / h

El Pla Inclinat

Superfície plana amb un extrem elevat a una certa alçada, utilitzada per pujar o baixar càrregues.

• Fórmula: F = R · h / L

Aplicacions del Pla Inclinat

• Cargols
• Falques o tascons

Cargols

Estan formats per rosques. Consisteixen en un ressalt o solc anomenat filet aplicat sobre una superfície cilíndrica.

Rosques

Plans inclinats que s'enrotllen en una superfície normalment cilíndrica.

Falques o Tascons

S'utilitzen per esberlar pedres o troncs d'arbre. Són una peça generalment d'acer de forma prismàtica de base triangular isòsceles.

Combinacions de Màquines

Combinació de diferents màquines simples quan la palanca o la politja no són suficients per moure o desplaçar una càrrega.