Objetivos del Taller de lectura autorregulada sobre energía trabajo y potencia
·
Trabajar
con el concepto de energía y sus asociados
·
Trabajar
con el concepto de trabajo y sus asociados
·
Trabajar
con el concepto de potencia y sus asociados
· Motivar el auto aprendizaje al responder una serie de preguntas relacionadas con los conceptos de energía, trabajo y potencia.
· Reforzar el aprendizaje autónomo al trabajar en el desarrollo del taller desde casa.
ENERGÍA TRABAJO Y POTENCIA
1. ENERGÍA
La energía se define
como la capacidad de realizar trabajo, de producir movimiento, de generar
cambio. Es inherente a todos los sistemas físicos, y la vida en todas sus
formas, se basa en la conversión, uso, almacenamiento y transferencia de
energía.
Figura 1. La energía. Fuente: https://www.youtube.com/watch?v=-DbsKumdAus
Puede presentarse como
energía potencial (energía almacenada) o como energía cinética (energía en
acción), siendo estas dos formas interconvertíbles, es decir, la energía
potencial liberada se convierte en energía cinética, y ésta cuando se acumula
se transforma en energía potencial. La energía no puede ser creada ni
destruida, sólo transformada de una forma en otra (principio de conservación de
la energía).
El movimiento de los
constituyentes de la materia, los cambios químicos y físicos y la formación de
nuevas sustancias se originan gracias a cambios en la energía. La energía se
presenta de formas diversas: como energía calórica, energía mecánica, energía
química, energía eléctrica y energía radiante; estos tipos de energía pueden
ser además potencial o cinética.
Tipos de energía
ü La energía potencial es la que posee una sustancia debido a su posición espacial o composición química y la energía cinética es la que posee una sustancia debido a su movimiento.
ü La energía mecánica es la que poseen los cuerpos capaces de
producir movimiento en otros cuerpos y se asocia a la posición o la velocidad.
Ambas magnitudes definen el estado mecánico de un cuerpo, de modo que éste
puede cambiar porque cambie su posición o porque cambie su velocidad. Según el
estado o condición en que se encuentre el cuerpo distinguimos dos tipos de
energía mecánica:
La energía potencial, que es la energía que tienen los cuerpos que están en reposo y depende de la posición del cuerpo en el espacio: a mayor altura, mayor será su energía potencial. Por ejemplo, una roca que está en la punta de un cerro, un macetero que está en el balcón de un edificio, un cuadro colgado en la pared, etc. poseen energía potencial.
La energía cinética, que es la que posee todo cuerpo en movimiento. Por ejemplo, cuando se lanza una pelota ésta adquiere energía cinética. También poseen esta forma de energía una persona cuando corre, una cascada, un automóvil en marcha, etc.
Figura 2. Símbolos de tipos de energía. Fuente: https://i2.wp.com/nusgrem.es/wp-content/uploads/2018/06/Foto-1-cabecera.png?w=1138&ssl=1
ü La energía calórica o térmica se debe al movimiento de las partículas que constituyen la materia. Un cuerpo a baja temperatura tendrá menos energía térmica que otro que esté a mayor temperatura. Esta forma de energía es la que se trasmite entre dos cuerpos que se encuentran a diferente temperatura. El calor es la vibración de moléculas de un cuerpo. La vibración es movimiento. Unos de los fines para que se utiliza la energía calórica es para causar movimiento de diversas máquinas.
ü El calor es energía en tránsito, que se hace evidente cuando un cuerpo cede calor a otro para igualar las temperaturas de ambos. En este sentido, los cuerpos ceden o ganan calor, pero no lo poseen. Los procesos físicos por los que se produce la transferencia de calor son la conducción, la radiación y la convección. La conducción requiere contacto físico entre los cuerpos que intercambian calor, pero en la radiación no hace falta que los cuerpos estén en contacto ni que haya materia entre ellos. La convección se produce a través del movimiento de un líquido o un gas en contacto con un cuerpo de temperatura diferente.
ü La energía eléctrica es la que se origina por el movimiento de electrones a través de un conductor. Esta forma de energía produce fundamentalmente tres efectos: luminoso, térmico y magnético. La electricidad es una forma de energía que se puede trasmitir de un punto a otro. Todos los cuerpos presentan esta característica, propia de las partículas que lo forman, pero algunos la transmiten mejor que otros. Según esta capacidad de trasmitir la electricidad, los cuerpos se clasifican en conductores (aquellos que dejan pasar la electricidad a través de ellos, como por ejemplo los metales) y aisladores (aquellos que no permiten el paso de la corriente eléctrica).
ü La energía radiante es la que poseen las ondas electromagnéticas. Esta forma de energía se caracteriza porque se puede propagar en el vacío, sin necesidad de soporte material alguno, se propaga en todas las direcciones, se puede reflejar en objetos y puede pasar de un material a otro. Ejemplo, la energía que proporciona el Sol y que nos llega a la Tierra en forma de luz y calor.
La
luz proviene de los cuerpos llamados fuentes o emisores. Llena el Universo,
emitida por el Sol y por todas las estrellas que son fuentes luminosas
naturales. Las plantas se mantienen vivas gracias a la energía radiante del
Sol, e incluso la vida de los animales, entre ellos el hombre, depende de esta
energía.
El
hombre ha ideado diferentes formas para utilizar la energía luminosa que
proviene del sol. Algunas de ellas son los colectores solares y espejos curvos
especiales, que se utilizan en calefacción y para generar energía eléctrica. La
energía solar tiene la ventaja de no contaminar. Además de la luz, las ondas de
radio, los rayos ultravioleta (UV), los rayos infrarrojo (IR), los rayos X,
etc., son formas de energía radiante invisibles, utilizadas por el hombre.
ü La energía química es la contenida en las moléculas químicas como, por ejemplo, los alimentos y los combustibles, y que se libera mediante una reacción química. Una pila o una batería posee también este tipo de energía.
Conocemos el resultado del alimento en nuestro cuerpo: desarrollamos energía para realizar diferentes trabajos. La energía procedente del carbón, de la madera, del petróleo y del gas en combustión, hace funcionar motores y proporciona calefacción.
ü La energía nuclear en realidad se trata de una forma de energía química, que procede del núcleo del átomo, es la más poderosa conocida hasta el momento. Se le llama también energía atómica, aunque este término en la actualidad es considerado incorrecto. Esta energía se libera en las reacciones nucleares de fisión y de fusión de los átomos de uranio o de otros metales pesados en los reactores nucleares.
Aunque la energía nuclear es la descubierta más
recientemente por el hombre, en realidad es la más antigua, pues la luz del Sol
y demás estrellas, proviene de la energía nuclear desarrollada al convertirse
el hidrógeno en helio.
Fuentes de energía
Fuente de
energía es un fenómeno físico o químico del que
es posible explotar su energía con
fines económicos o biofísicos. Esta definición de fuente energía
también abarca cualquier material o fenómeno a partir del cual podemos obtener
energía; materiales como el carbón o el petróleo, y fenómenos como el viento o
las olas, constituyen fuentes de energía. Las fuentes de energía pueden ser,
además, renovables o no renovables.
Teniendo en cuenta este
último criterio de clasificación las fuentes de energía podrían separarse en
dos tipos:
ü Fuentes de energía
renovables o alternativas
ü Fuentes de energía no renovables, fósiles y convencionales
Figura 3. Fuentes de energía renovable. Fuente: http://froac.manizales.unal.edu.co/roapRAIM/scorm/160/energia_alternativa.PNG
Figura 4. Fuentes de energia no renovable. Fuente: https://image.slidesharecdn.com/fuentesnorenovablesdeenerga-130224103307-phpapp02/95/fuentes-no-renovables-de-energa-1-638.jpg?cb=1361702025
Mapa
conceptual sobre la energía
Figura 5. Mapa
conceptual sobre energía. Fuente: https://esoesciencia.isdata.es/wp-content/uploads/2016/08/MapaEnergia-1024x641.jpg
2. TRABAJO Y POTENCIA
2.1 TRABAJO
EL trabajo se refiere a
una actividad que emplea una fuerza y el movimiento en la dirección
de la fuerza. Una fuerza de 20 Newtons empujando un objeto a lo largo de 5
metros en la dirección de la fuerza realiza un trabajo de 100 julios.
Figura 6. Postulado de trabajo. Fuente: https://www.lifeder.com/wp-content/uploads/2020/10/trabajo-en-fisica-ilust-min-696x353.jpg
Decimos que realizamos
un trabajo cuando la fuerza que aplicamos produce un desplazamiento en la
dirección de esta
Figura 7. Principio de trabajo. Fuente https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjsMPzgj_4fLqTrmvQtD76NrZzyRllRTU3MPcd01j2rjMu_VIgj27ANWM_UUyuUF8UasJ5NSLDzF_CW4v7Sq2RP__xHNuz3j3kZJJOOA0QJ5Wv1Fxv2uK3_llyWrqZ-iMjc1akvGNMRZp0/s1600/Image73.gif
En la definición de
trabajo cabe destacar dos factores:
1-Sin desplazamiento no
hay trabajo
Cuando sostenemos una
maleta en la mano, no existe trabajo porque no hay desplazamiento
2-El desplazamiento ha
de producirse en la dirección de la fuerza. Todo desplazamiento
perpendicular a la dirección de la fuerza no implica realización de trabajo.
Podemos definir
matemáticamente el trabajo como el producto de la Fuerza aplicada por el
desplazamiento efectuado, si la fuerza y el desplazamiento tienen la misma dirección:
Trabajo = Fuerza x
Desplazamiento
Hay que destacar
que F (Fuerza), es la fuerza neta, es decir la resultante
que actúa sobre el cuerpo, y que en este caso, es una fuerza constante.
Cuando la trayectoria
es rectilínea, el desplazamiento coincide con el espacio recorrido y por lo
tanto se puede decir que:
Trabajo = Fuerza x espacio
Solamente hace
trabajo la componente de la fuerza que coincide con la dirección de
desplazamiento. Véase el dibujo:
Si la dirección de la
fuerza para mover el baúl forma un cierto ángulo con la dirección del
desplazamiento, solo se aprovecha la componente de la fuerza que coincide con
la dirección del desplazamiento.
En el sistema
internacional SI, la unidad utilizada para medir al trabajo es
el Julio (J), que es definido como el trabajo hecho al aplicar una
fuerza de 1 Newton, para producir un desplazamiento de 1 metro en la misma
dirección de la fuerza.
1 Julio= 1 Newton x 1 metro; 1J=1N*1m
La ventaja de definir el trabajo es que se trata de un escalar, es decir, no tiene dirección ni sentido, tan solo módulo y la respectiva unidad. Esto hace que sea más fácil llevar a cabo los cálculos que involucran cambios de energía causados por la acción de fuerzas.
La gravedad y el roce cinético son ejemplos de fuerzas que con frecuencia hacen trabajo sobre los objetos en movimiento. Otra fuerza común es la normal que ejerce una superficie, pero a diferencia de aquellas, esta nunca hace trabajo sobre los objetos, por ser perpendicular al desplazamiento.
Cuando un
cuerpo cae libremente, la gravedad hace un trabajo positivo sobre el móvil,
haciendo que este aumente su velocidad mientras cae. En cambio, el roce
cinético tiene un efecto completamente opuesto, ya que como siempre se opone al
movimiento, lleva a cabo un trabajo negativo que no lo favorece.
|
El Trabajo es máximo y positivo,
si la dirección y sentido de la fuerza coinciden con los del desplazamiento |
El
trabajo debido a una fuerza es nulo si las direcciones del desplazamiento y
de la fuerza son perpendiculares |
El
trabajo es negativo si el desplazamiento y la fuerza tienen sentido contrario
(El trabajo hecho por la fuerza de rozamiento es negativo) |
Figura 8 Resumen sobre el trabajo. Fuente
https://sites.google.com/site/elnuevosiglodelasluces/_/rsrc/1439511642067/desarrollo-del-pensamiento-cientifico-y-tecnologico-desde-la-parsona/fisica/trabajo-potencia-y-unidades/trabajo.jpg?height=217&width=400
2.2
POTENCIA
Figura 9. Potencia Fuente: http://image.slidesharecdn.com/potenciadiapositivas-141215205344-conversion-gate01/95/potencia-de-fisica-13-638.jpg?cb=1418676896
Si
subimos lentamente unas escaleras y después lo hacemos rápidamente, el trabajo
realizado es el mismo en ambos casos, pero nuestra potencia es mayor en el
segundo caso, porque realizamos el trabajo más rápidamente.
Para expresar la rapidez con que hacemos un trabajo, se utiliza el concepto de potencia. En física, la potencia (representada por el símbolo P) es una cantidad determinada de trabajo efectuado de alguna manera en una unidad de tiempo determinada. O sea, es la cantidad de trabajo por unidad de tiempo que algún objeto o sistema produce
Una máquina es más potente que otra, si es capaz de realizar el mismo trabajo en menos tiempo.
La relación entre
potencia, trabajo y tiempo invertido se puede expresar de la manera
siguiente:
La unidad de la potencia en el Sistema Internacional (SI) es el Vatio (W), que se define como la potencia necesaria para hacer un trabajo de un julio en un segundo:
La habilidad
para comprender y medir la potencia con precisión fue un factor determinante en
el desarrollo de los primeros motores a vapor, aparato sobre el cual se sostuvo
la Revolución Industrial. En nuestros días, en cambio, suele estar
asociada a la electricidad y a otro tipo de recursos energéticos modernos,
pues también puede designar la cantidad de energía transmitida.
Tipos de potencia
Existen los siguientes
tipos de potencia:
ü
Potencia
mecánica. Aquella que se deriva de la aplicación de una fuerza sobre un
sólido rígido, o bien un sólido deformable.
ü
Potencia
eléctrica. En lugar de trabajo, se refiere a la cantidad de energía
transmitida por unidad de tiempo en un sistema o circuito.
ü
Potencia
calorífica. Se refiere a la cantidad de calor que un cuerpo libera al medio ambiente por unidad de
tiempo.
ü Potencia sonora. Se entiende como la cantidad de energía que una onda sonora transporta por unidad de tiempo a través de una superficie determinada.
3.
WEBGRAFIA
Asociación Nacional de Estudiantes Universitarios de Ciencias Físicas (2018), Tipos y fuentes de energía
Disponible en: https://nusgrem.es/tipos-y-fuentes-de-energia/
Endesa Fundación. La energía
Disponible en: https://www.fundacionendesa.org/es/recursos/a201908-que-es-la-energia
Eso es ciencia. Mapa conceptual de la Energía
Disponible en: https://esoesciencia.isdata.es/ciencias-naturales/materia-y-energia/mapa-conceptual-de-la-energia/
Lifeder. Trabajo: fórmula, unidades, ejemplos, ejercicios.
Disponible en: https://www.lifeder.com/trabajo-fisica/
Melendi D. Energía
Disponible en: https://www.mendoza.conicet.gov.ar/portal/enciclopedia/terminos/Energ.htm
Raffino. M. (2020). Concepto.de. Potencia
Disponible en: https://concepto.de/potencia-en-fisica/
ENLACE A TALLER DE TECNOLOGIA No.1 primer periodo
__________________________________________________________________
Objetivos del Taller de aprendizaje sobre las máquinas y los mecanismos
- Estudiar
el concepto de maquina
- Estudiar
sobre los diferentes mecanismos que pueden incorporar las máquinas para su
funcionamiento.
- Motivar
el auto aprendizaje al responder una serie de preguntas relacionadas con los
conceptos de energía, trabajo y potencia.
- Reforzar el aprendizaje autónomo al trabajar en el desarrollo del taller desde casa.
1. LAS MAQUINAS Y SU
CLASIFICACION
1.1
LAS MAQUINAS
Las máquinas pertenecen a una gran familia de elementos llamados artefactos, pero además posee una serie de características: funcionalidad, ergonomía, seguridad y sostenibilidad, que la definen como tal. La funcionalidad es la característica esencial. Una máquina debe estar diseñada para cumplir un propósito o una función principal y/o funciones secundarias.
Para descubrir cómo funciona una máquina, podemos representarla escondiendo los elementos que la componen: tornillos, palancas, pedales, cadenas, correas, entre otros, en una caja negra. Se le llama caja negra porque no podemos ver lo que hay en su interior.
Nuestra
caja negra realiza una función para la cual fue diseñada, solo que en principio
no podemos saber cómo lo hace. Sin embargo, cuando ponemos en la caja una
entrada de energía, materia o información obtenemos una salida o una respuesta
en forma de energía, materia o información. Por ejemplo tenemos la caja negra
de una máquina para hacer café. En principio se desconoce completamente cómo
funciona, pero se conoce claramente la función: hacer café.
Figura 1. Esquema sistémico de una máquina, fuente: ihttp://kcm.nku.edu/tutorials_master/fn_intro/images/mac_f1.bmpt
Cuando deseamos preparar una taza, ingresamos a la máquina un pocillo de agua (materia), una cucharada de café (materia), conectamos nuestra máquina a la energía eléctrica o al gas (energía), y presionamos un botón (información). Después de esperar unos segundos, la máquina realiza su función y nos avisa que el café está listo (información), recibimos una taza de café (materia) y sentimos el calor que sale de la máquina (energía).
Cuando se ha identificado claramente cuál es la función de una máquina y cuáles son las entradas y salidas de esta, es más fácil responder a la pregunta: ¿cómo funciona una máquina?
Pero antes miremos otras
características muy importantes:
Ergonomía: una máquina debe
adaptarse plenamente al usuario; sea un niño, un adulto o un anciano. El tamaño
y la forma de la máquina deben permitirnos manejarla fácilmente, porque si el
usuario no puede usar la máquina, esta no puede cumplir su función.
Seguridad: las máquinas son para
uso del ser humano, para su bienestar y protección, por lo tanto deben ser
seguras y confiables.
Sostenibilidad: si el costo de
comprar o poner en funcionamiento una máquina es demasiado alto, o si la
máquina requiere un alto gasto de energía o produce mucha contaminación,
podemos decir que esta máquina no es sostenible.
Vemos entonces que para responder a la pregunta de ¿cómo funciona una máquina? es necesario conocer, además de su funcionalidad, si cumple con las otras características importantes. Si retomamos el ejemplo de la máquina de café, podemos concluir que existen muchas máquinas que funcionan de formas diferentes, en general, una máquina de hacer café puede funcionar de muchas maneras, mientras pueda calentar el agua y mezclarla con el café. Sin embargo, si esta máquina que hace café es muy pequeña o grande (ergonomía), muy peligrosa (seguridad) o muy costosa (sostenibilidad), ninguna persona estaría dispuesta a usarla y no podría realizar su propósito en el mundo: hacer café.
1.2
CLASIFICACIÓN DE LAS MAQUINAS
Existen
diferentes formas de clasificar las maquinas. Dicha clasificación se puede dar
según la función principal que desarrollan o por el tipo de energía que
emplean.
v Por la complejidad de su
mecanismo
§ Simples: Una máquina simple es un
dispositivo mecánico que cambia la dirección o la magnitud de una fuerza.
Ejemplos: Palanca, Polea, Plano inclinado Cuña, Tornillo, etc.
§ Compuestas: Están formadas por
varias máquinas simples unidas entre sí. Ejemplos el molino, la rueda
noria, polipastos, etc.
v Por los efectos que producen
§ Motrices: Es un sistema que
absorbe la energía de un fluido y la emite al exterior en forma de trabajo
mecánico, Ejemplos: Motores
§ Herramientas: es un tipo de
máquina que se utiliza para dar forma a piezas sólidas Ejemplos: Torno,
taladro, etc.
§ De transmisión: mecanismo
encargado de transmitir potencia entre dos o más elementos dentro de
una máquina. Ejemplos: engranes, ruedas de fricción, etc.
v Autonomía de la máquina para
realizar su función
§ Automática: Es la que es capaz de
funcionar sin la intervención de ninguna persona.
§ No automáticas: Es aquella que se
maneja directamente con las manos del ser humano
v Área en la que se le da
aplicabilidad
§ Móviles
§ Para el trabajo
§ Para la construcción
v Según la fuente de energía que
las alimenta
§ Manuales
§ Eléctricas
§ Térmicas
§
Hidráulicas
Esquema 1. Resumen
de clasificación de las maquinas. Fuente: https://www.pinterest.ru/pin/474989091943980377/?amp_client_id=CLIENT_ID(_)&mweb_unauth_id={{default.session}}&from_amp_pin_page=true
2. LOS MECANISMOS
Antes
de abordar el concepto de mecanismo es pertinente aclarar algunos conceptos
sobre el movimiento, lo anterior debido a que, la mayoría de las máquinas tiene
varios componentes que realizan movimientos. Los cuatro movimientos básicos,
dan lugar a múltiples movimientos combinados,
2.1 ¿QUE ES EL
MOVIMIENTO?
En física se entiende
por movimiento al cambio de posición que experimenta un cuerpo en
el espacio en
un determinado período de tiempo. Todo movimiento depende del sistema de referencia desde el cual
se lo observa.
El movimiento de los cuerpos se estudia mediante la cinemática y la dinámica y ambas se integran dentro de la
mecánica. La mecánica clásica estudia fenómenos que involucran cuerpos
macroscópicos con velocidades pequeñas comparadas a la de la luz.
Tipos de movimiento
Conforme al
tipo de trayectoria que un móvil describa, se puede clasificar el movimiento en
las siguientes categorías:
Figura 2. Movimiento rectilíneo. Fuente: http://serendiphia.es/recursos/fyq1/cine/t3cine/e001.jpg
·
Movimiento
rectilíneo. Describe un cuerpo cuya trayectoria es lineal y con una
velocidad y aceleración paralelas. Suele estudiarse en dos casos puntuales:
o Movimiento
Rectilíneo Uniforme. Describe un cuerpo que posee velocidad
constante, es decir, aceleración nula.
o Movimiento Rectilíneo Uniformemente acelerado. Describe un cuerpo que posee una aceleración constante.
Figura 3. Movimiento Circular. Fuente: https://lh4.googleusercontent.com/TNB-HDxNIyVF6Z-jmuNs0AvukFPv0WlkVoa5s_J6JnekiDKzKNtjGyi6UpkGdeMsk1dT3MfmoyptaD8sr3UHdHbYgfX1zyZ8_Zikl_185tZBtFQP031iZTMhbnKe-E1Ud3vRdxY
· Movimiento circular uniforme. Describe un cuerpo que se mueve alrededor de un eje de giro, con un radio y una velocidad angular constantes, trazando una circunferencia. En este tipo de movimiento los cuerpos poseen una aceleración en dirección al centro del círculo.
Figura 4. Movimiento armónico simple. Fuente: https://matemovil.com/wp-content/uploads/2017/04/mov-oscilatorio.jpg
· Movimiento armónico simple. Describe un movimiento periódico como puede ser el de un péndulo o el de una onda electromagnética (luz por ejemplo). Matemáticamente está descrito en el tiempo por una función armónica (seno o coseno). El movimiento puede no ser armónico, es decir, no repetirse en el tiempo, pero aun así describir trayectorias ondulatorias y en ese caso se lo denomina movimiento ondulatorio.
Figura 5. Movimiento parabólico. Fuente: https://enfisica.com/wp-content/uploads/Movimiento-parab%C3%B3lico.jpg
· Movimiento parabólico. Describe un movimiento que traza una parábola. Es el resultante de la composición de un movimiento rectilíneo uniforme horizontal y uno uniformemente acelerado vertical. Un ejemplo de este tipo de movimiento es el que realiza una pelota que se lanza hacia arriba con un ángulo con respecto a la horizontal.
Elementos del movimiento
Los
elementos del movimiento son sus caracterizaciones o propiedades describibles,
y son los siguientes:
·
Trayectoria. Es la línea con que se
puede describir el movimiento de un cuerpo puntual y que, conforme a su
naturaleza, puede ser:
o
Rectilínea. Línea recta sin
variaciones en su trayectoria.
o
Curvilíneo. Línea curva, o sea, un
fragmento de circunferencia.
o
Circular. Circunferencia completa.
o
Elíptico. Fragmento de una elipse o elipse
completa.
o
Parabólico. Línea parabólica.
·
Distancia. Es la cantidad de espacio
recorrido por el móvil en su desplazamiento.
·
Velocidad. Es la
relación entre la distancia recorrida y el tiempo en que el móvil la recorre (a
mayor velocidad, más distancia por unidad de tiempo recorre un cuerpo).
·
Aceleración. Es la
variación de la velocidad (velocidad final menos velocidad inicial) por unidad
de tiempo.
Ejemplos de movimiento
Algunos
ejemplos de movimientos son:
·
El movimiento de los astros. Los
planetas giran alrededor del sol en órbitas elípticas.
·
El péndulo de un reloj. Los
relojes de antaño funcionaban en base al movimiento de un péndulo para marcar
los segundos. Dicho movimiento es el ejemplo perfecto del movimiento pendular
simple, que es el mismo que usamos en las películas para “hipnotizar” a
alguien.
·
Una bola de bowling. Dado que
el piso de las canchas de bowling está encerado para disminuir enormemente la
fricción, las bolas tienden a desplazarse en movimiento rectilíneo uniforme
hasta impactar con los pinos.
2,2 LOS MECANISMO
Figura 6. Los mecanismos. Fuente https://losmecanismossite.files.wordpress.com/2016/12/portada.jpg
Los mecanismos son
elementos destinados a transmitir y/o transformar fuerzas y/o movimientos desde
un elemento motriz (motor) a un elemento conducido (receptor), con la misión de
permitir al ser humano realizar determinados trabajos con mayor comodidad y
menor esfuerzo.
Un mecanismo sería entonces un conjunto de elementos que forman
parte de una máquina conectados entre sí y cuya misión es:
· Transformar
una velocidad en otra velocidad.
· Transformar
una fuerza en otra fuerza.
·
Transformar
una trayectoria en otra diferente.
· Transformar
un tipo de energía en otro tipo distinto.
Un último concepto habitual cuando
hablamos de mecanismos es el de sistema
mecánico. Normalmente el término “máquina” lo empleamos
cuando nos referimos a un aparato que produce energía a partir de otra fuente
de energía no manual.
Mecanismos de transmisión del movimiento
Figura 7. Algunos mecanismos de
transmisión de movimiento. Fuente: https://eudotec.files.wordpress.com/2014/02/mov-circular.jpg
Desde sus orígenes, la humanidad ha
tratado de encontrar soluciones técnicas que satisficieran su necesidad de
transmitir movimiento desde el lugar donde éste se generaba hasta los puntos en
que se necesitaba aplicar, o de realizar grandes trabajos desarrollando
pequeños esfuerzos.
Así se fueron desarrollando
diversas técnicas y mecanismos que cada vez eran más efectivos. Incluso alguno
de ellos no ha sufrido cambios significativos con el paso del tiempo. Son
los mecanismos
transmisores del movimiento. Dentro de este grupo se encuentran
las ruedas de
fricción, los sistemas polea-correa, los engranajes y las
transmisiones por sistemas
de cadenas.
Mecanismos de transformación de movimiento
Figura 8. Mecanismo de Biela – Manivela. Fuente: http://www.iesmarenostrum.com/departamentos/tecnologia/mecaneso/mecanica_basica/mecanismos/imagenes/mec_bie-manivela02.gif
Siempre que se diseña una nueva máquina para realizar una actividad concreta es preciso considerar todos y cada uno de los mecanismos que constituirán el sistema mecánico de transmisión, transformación y regulación del movimiento de esta.
El objetivo
final deberá ser diseñar y fabricar una máquina, en la que todos sus
componentes realicen sincronizadamente la
tarea que tienen encomendada, que el conjunto sea rentable, seguro, eficaz y
que cumpla con los requisitos y normativas medioambientales.
En un gran número de ocasiones será
necesario transformar el
movimiento rotativo del motor que alimenta el equipo en un movimiento de otro
tipo, por ejemplo, lineal o alternativo. Es pues necesario desarrollar
múltiples mecanismos
transformadores de movimiento. Estos mecanismos pueden llegar a
ser muy variados y complejos, pero todos ellos estarán basados en los distintos
principios de transmisión que permiten a su vez la transformación de un
movimiento rectilíneo en circular y viceversa o en uno alternativo.
Mecanismos Auxiliares
Figura 9. Cojinetes o balineras, Un mecanismo auxiliar.
Fuente: https://sites.google.com/site/sergio1mecatronica/_/rsrc/1468738146429/home/elementos-auxiliares-de-maquinas/28008_f004.jpg
La mayoría de las máquinas y sistemas técnicos para conseguir que funcionen adecuadamente, deben incorporar una serie de componentes complementarios que llamamos elementos auxiliares, con ellos se consigue optimizar el funcionamiento de las máquinas, sincronizar sus movimientos y regular y gobernar los componentes de los sistemas mecánicos; es por ello que la correcta elección de estos elementos, es un factor muy a tener presente, para potenciar el correcto funcionamiento, según lo esperado, con la mayor eficacia posible, dentro de las normas de seguridad previstas y procurando alargar la vida útil de los equipos.
El enorme
desarrollo producido en los últimos años en el campo de las técnicas de
fabricación y la incorporación de nuevos materiales industriales, han provocado
una mejora considerable de este tipo de elementos. Puedes encontrar multitud de
mecanismos auxiliares. Algunos de ellos son los ejes y árboles, los muelles,
los cojinetes, y resortes entre otros.
Clasificación de los principales mecanismos
Esquema 2. Clasificación
de los mecanismos. Fuente: https://www.edu.xunta.gal/espazoAbalar/sites/espazoAbalar/files/datos/1464947673/contido/clasificacion_mecanismos.jpg
3. WEBGRAFIA
Cardona Juan, (2016) ¿Cómo funcionan las maquinas?. Disponible en:http://www.eafit.edu.co/ninos/reddelaspreguntas/maquinasyenergia/Paginas/como-funcionan-las-maquinas.aspx
Molina Angeles, (2014) Concepto de máquina. Disponible en
https://co.pinterest.com/pin/329396160234000400/?lp=true
Raffino M. (2020) Concepto de movimiento. Concepto.de
Disponible en: https://concepto.de/movimiento/. Consultado: 27 de enero de 2021.
Torres Manuel, (2014) Los mecanismos, disponible en:
https://www.edu.xunta.es/espazoAbalar/sites/espazoAbalar/files/datos/1464947673/contido/index.html
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