INTRODUCCIÓN

En este trabajo de investigación voy a hablar de un dispositivo utilizado en ingeniería para cambiar la magnitud y dirección de la aplicación de una fuerza, llamado maquina simple, de su aplicación en la vida diaria, la ayuda que suministra para el trabajo pesado, su utilidad y los personajes que han aportado algo a este tema.

Porque es muy importante saber como podemos facilitarnos la vida o hacer menos esfuerzo con unas maquinas; también porque las maquinas simples las tenemos muy cerca de nosotros y las utilizamos casi siempre y no nos damos cuenta. Hay personas que han aportado algunos por medio de sus tesis u otros elementos.

En primer lugar lo hago para que la persona que lo lea sé de cuenta que hasta en su cuerpo tiene maquinas simples que lo ayudan con sus actividades diarias, también para culturizarme mas sobre este tema y para ver como me pueden ayudar para disminuir el trabajo.

La manera en que lo voy a hacer es muy sencilla, empezando con una pequeña introducción de lo que es una maquina simple, cuantos tipos existen y una breve explicación de su utilidad. También hablare sobre los personajes que sobresalieron en este tema. Luego hablare mas claramente sobre sus utilidades, primero de sus utilidades en la vida diaria y luego en el trabajo. Para dar una idea mas clara presento el siguiente esquema:

Capitulo I: Introducción

¿Qué es una maquina simple?

¿Cuántos tipos de maquina simple existen?

¿Cuál es su utilidad?

Capitulo II: Personajes que hicieron aportaciones sobre las maquinas simples

¿Por medio de que lo hicieron? Y haré una breve exposición sobre el medio utilizado.

Capitulo III: Utilidad de las maquinas simples en la vida diaria

Cinco ejemplos y ¿Cómo facilita la vida cada uno de ellos?

Capitulo IV: Maquinas simples utilizadas en el trabajo

Cinco ejemplos y ¿Cómo facilita la vida cada uno de ellos?

Este esquema lo hice de tal manera que con poca información puedan saber mas sobre las maquinas simples, así que no me base tanto en mucha información escrita sino en ejemplos con una representación grafica de las maquinas simples.

MAQUINAS SIMPLES

INTRODUCCIÓN

CAPITULO I: ¿QUÉ ES UNA MAQUINA SIMPLE?

Primeramente para poder explicar lo que es una máquina simple primero se tiene que saber que es una maquina, por lo cual aquí esta la definición de máquina: “Una máquina es un dispositivo mecánico que utiliza una energía para realizar un trabajo.”

“Una maquina simple es un dispositivo que transforma en trabajo útil la fuerza aplicada”

“En una máquina simple, el trabajo de entrada se realiza mediante la aplicación de una sola fuerza, y la máquina realiza el trabajo de salida a través de otra fuerza única. Durante una operación de este tipo ocurren tres procesos:

Se suministra trabajo a la máquina.

El trabajo se realiza contra la fricción.

La máquina realiza trabajo útil o de salida.”

¿CUÁNTOS TIPOS DE MÁQINA SIMPLE EXISTEN?

“Las cuatro máquinas simples son la palanca, la polea, el torno y el plano inclinado, que consiste en una rampa. El tornillo y la cuña se consideran a veces máquinas simples, pero en realidad son adaptaciones del plano inclinado.”

PALANCA

“Tal vez la máquina más antigua y la mas comúnmente usada es la palanca simple. Una palanca consiste en cualquier barra rígida apoyada en uno de sus puntos al que se le llama fulcro.”

POLEA

“Una polea simple, es tan solo una palanca cuyo brazo de palanca de entrada es igual a brazo de palanca de salida.”

“Es una rueda que gira alrededor del eje. Tiene una garganta por la cual pasa una cuerda. Si esta sujeta en el eje, por medio de un soporte, es fija.”

Esta maquina simple es especialmente muy utilizada por los albañiles para su trabajo ya que al subir los botes con cemento u otro material, esta maquina disminuye el esfuerzo y se necesita menos fuerza de la persona.

TORNO

“Máquina simple que consiste en un cilindro dispuesto para girar alrededor de su eje por la acción de palancas, cigüeñas o ruedas, y que ordinariamente actúa sobre la resistencia por medio de una cuerda que se va arrollando al cilindro”

PLANO INCLINADO

“Es un declive que forma, con el plano horizontal, un ángulo ð agudo.”

Aunque el tornillo y la cuña utilizan el principio del plano inclinado a continuación también voy a hablar de ellas:

CUÑA

“En realidad es un plano inclinado doble”

“Pieza de madera o metal terminada en ángulo diedro, muy agudo; sirve para hender cuerpos sólidos, para ajustar uno con otro, para rellenar una raja, etc.”

TORNILLO

“Dispositivo mecánico de fijación, por lo general metálico, formado esencialmente por un plano inclinado enroscado alrededor de un cilindro o cono. Las crestas formadas por el plano enroscado se denominan filetes, y según el empleo que se les vaya a dar pueden tener una sección transversal cuadrada, triangular o redondeada. La distancia entre dos puntos correspondientes situados en filetes adyacentes se denomina paso. Si los filetes de la rosca están en la parte exterior de un cilindro, se denomina rosca macho o tornillo, mientras que si está en el hueco cilíndrico de una pieza se denomina rosca hembra o tuerca.”

Algunas maquinas utilizan los mismos principios, por lo cual estas dos ultimas a veces son consideradas como tales y a veces no, ya que ponen nada mas la maquina principal.

¿CUÁL ES SU UTILIDAD?

“La utilidad de una máquina simple radica en que permite ejercer una fuerza mayor que la que una persona podría aplicar sólo con sus músculos (en el caso de la palanca, el torno y el plano inclinado), o aplicarla de forma más eficaz (en el caso de la polea). El aumento de la fuerza suele hacerse a expensas de la velocidad. La relación entre la fuerza aplicada y la resistencia ofrecida por la carga contra la que actúa la fuerza se denomina ventaja teórica de la máquina. Debido a que todas las máquinas deben superar algún tipo de rozamiento cuando realizan su trabajo, la ventaja real de la máquina siempre es menor que la ventaja teórica.”

Las maquinas simples son muy útiles ya que con poca fuerza que tu les apliques tu puedes levantar un mayor peso. Sin las maquinas simples, simplemente el trabajo del hombre seria mas difícil y quizá hubiera descubierto o inventado otras formas de aumentar una fuerza con el menor esfuerzo.

CAPITULO II: PERSONAJES QUE HICIERON APORTACIONES SOBRE LAS MAQUINAS SIMPLES

¿POR MEDIO DE QUE LO HICIERON?

LEONARDO DA VINCI (1452-1519)

“Ha sido uno de los grandes genios universales. Entre sus muchas facetas, destaca la de pintor, escultor, ingeniero, constructor y científico. Hoy te explicamos los logros que alcanzó en la Mecánica, a la que consideraba la más noble de las ciencias.

Explicar todos sus logros requeriría de un tratado, por eso vamos a escoger una de sus facetas: la de mecánico. Él consideraba que la Mecánica era la más noble de todas las ciencias, puesto que vemos que por medio de ella realizan sus acciones todos los cuerpos animados que poseen movimiento.

En sus manuscritos, llegó a predecir inventos que no pudo desarrollar -aunque se construyeron años más tarde- como el helicóptero o el submarino. Hubo otros que si diseñó y funcionaron: grúas móviles que permitían alzar grandes cargas, barcos, trajes de buzo, ascensores, máquinas para tallar tornillos y limas e incluso una especie de coche o máquina de movimiento continuo-alterno.

Para sus diseños, Leonardo se basó en los estudios que 1.600 años antes habían hecho Herón y Arquímedes en la escuela de Alejandría. Los mecanismos eran simples y se basaban en cinco elementos: Un plano inclinado, una cuña, un tornillo, una palanca y una rueda. Arquímedes los llamaba los cinco grandes y combinándolos obtenía otras máquinas como tornos o engranajes.

Una de las máximas aportaciones de Leonardo fue la representación que realizó de muchas de estas máquinas. Todas estaban basadas en la famosa Ley de Oro: si conseguimos reducir esfuerzo hay que recorrer más espacio.”

Leonardo Da Vinci, utilizo mucho las maquinas simples, pero también las combino en muchas ocasiones para formar maquinas compuestas, para reducir el esfuerzo. Estas maquinas simples le sirvieron mucho en sus diversos inventos, ya que por medio de ellos pudo alcanzar nuevos horizontes.

ARQUÍMEDES (287-212 a.C.)

“Matemático y físico griego. Se ocupo del estudio de la física de los fenómenos mecánicos e hidrostáticos. Una de sus aportaciones a la física es principalmente, el principio de la palanca. También hizo algunas invenciones de algunos ingenios de gran utilidad inmediata como: la polea compuesta, el tornillo que lleva su nombre y los espejos ustorios.”

VITRUBIO SIGLO I A.C.

“El tipo más antiguo y más simple de turbina hidráulica es la rueda hidráulica (un tipo de maquina simple), utilizada por primera vez en Grecia y utilizada durante la antigüedad y la edad media para moler cereales. Consistía en un eje vertical con un conjunto de aspas o palas radiales situadas en una corriente de agua a gran velocidad. La potencia de la rueda era de unos 0,5 caballos de vapor (CV). La rueda hidráulica horizontal (o sea, un eje horizontal conectado a una rueda de palas vertical), descrita por primera vez por el arquitecto e ingeniero romano Vitrubio en el siglo I a.C., tenía el segmento inferior de la rueda de palas insertada en la corriente, y actuaba como una rueda hidráulica de empuje inferior.”

“Arquímedes, Herón de Alejandría, Ctesías y Tolomeo escribieron sobre los principios de sifones, poleas, palancas, manivelas, bombas contra incendios, ruedas dentadas, válvulas y turbinas.”

Vitrubio utilizó lo que sabia de las maquinas simples para inventar una maquina que les sirviera para hacer un trabajo como es moler seriales, no se quedo solo con la parte teórica sino que lo aplico a sus necesidades.

CHARLES DE COULOMB (1736-1806)

“Físico francés, pionero en la teoría eléctrica. Nació en Angulema y trabajó como ingeniero militar al servicio de Francia en las Indias Occidentales (actuales Antillas. En 1779 publicó el tratado Teoría de las máquinas simples, un análisis del rozamiento en las máquinas.”

Al contrario de Vitrubio, Coulomb publicó una teórica y no lo utilizo en la parte práctica.

CAPITULO III: UTILIDAD DE LAS MAQUINAS SIMPLES EN LA VIDA DIARIA

CINCO EJEMPLOS Y ¿CÓMO FACILITA LA VIDA CADA UNO DE ELLOS?

“La utilidad de una máquina simple radica en que permite ejercer una fuerza mayor que la que una persona podría aplicar sólo con sus músculos, o aplicarla de forma más eficaz. Así también el brazo es una maquina simple, ya que el Húmero es como el fulcro, el punto de apoyo que nos ayuda con el peso.”

El punto donde se concentra la energía es el fulcro, que es donde esta la nuez, es un principio de operación.

Los tornillos, se emplean para fijar madera, metal u otro material en la pared, para poner una foto o para armar un juguete. Las crestas se van enterrando en la superficie donde se ubica y no ocupas aplicar tanta fuerza como en un clavo.

Los niños lo pueden utilizar en la vida diaria por medio de sus juguetes que utilizan diversas maquinas simples como una polea o el torno, como sucede en los juegos de piezas como es el Lego.

Las amas de casa, las personas que venden botanas o personas que necesiten el jugo de limón, utilizan un exprimidor como el que se muestra en la ilustración, que no es nada mas que una maquina simple, que tiene el fulcro donde va el limón y en ese lugar se aplica toda la fuerza y sale el jugo.

CAPITULO IV: MAQUINAS SIMPLES UTILIZADAS EN EL TRABAJO

CINCO EJEMPLOS Y ¿CÓMO FACILITA LA VIDA CADA UNO DE ELLOS?

La carretilla es un instrumento de trabajo muy importante, donde es más visto, probablemente, es donde están haciendo construcciones de edificios, esta maquina sirve para alivianar el peso. Todo el peso se va hacia la llanta, la cual lo puede soportar y lo que hace la persona que lo utiliza nada mas es empujarlo, con esto puede agregarle mucho peso a la carretilla y mover lo que lleve arriba con un menor esfuerzo.

La mano izquierda del señor le sirve como punto de apoyo la escoba, con lo cual es más fácil mover la escoba hacia los lados, ya que este punto de apoyo o fulcro, sostiene el palo de la escoba y nada mas mueve la parte baja de la escoba.

Este torno es utilizado para sacar agua de un pozo, en este caso, sirve para disminuir el peso del cubo de agua o de lo que estés extrayendo. Esto ayuda también en el trabajo de la arqueología, en donde extraen piedras u objetos, o hasta las personas lo utilizan como medio de transporte, y con esto disminuyen su peso y es más fácil subirlos.

Una de las formas más sencillas de hacer subir un objeto, por ejemplo un bloque, es arrastrarlo por un plano inclinado. La fuerza que se necesita para arrastrar el bloque a lo largo de un plano inclinado perfectamente liso, es decir, en el que no actúan fuerzas de rozamiento, es menor que el peso del bloque. Por eso se dice que el plano inclinado ofrece una ventaja mecánica, pues aumenta el efecto de la fuerza que se aplica. Sin embargo, el bloque debe ser arrastrado a lo largo de una distancia mayor para conseguir la misma elevación, ya que la fuerza que es necesario ejercer para ascender el bloque por el plano inclinado es tanto menor cuanto mayor es la longitud del mismo.

Esta llave inglesa es una maquina simples, ya que al apoyarlo en un tornillo las pinzas se toman como el fulcro porque ahí se va toda la fuerza. Al girar la llave es más fácil apretar o sacar el tornillo.

CONCLUSIÓN

En este trabajo de investigación concluí que sin las maquinas simples la vida no sería igual ya que al igual que en las antiguas épocas como el renacimiento y otras mas, los utilizaban en sus diversas actividades, nosotros también las utilizamos en nuestras actividades diarias, por ejemplo cuando levantamos un balde, nuestro brazo, codo y antebrazo forman una maquina simple, pegada al cuerpo por el hombro; al punto que quiero llegar es que gracias a la invención de las maquinas simples en las épocas anteriores la vida ha ido utilizando estas, para diferentes inventos (combinándolas y convirtiéndolas en maquinas compuestas), y construcciones (el uso de la polea), por algunos autores que de los que hable en este trabajo y libros que leí para investigar sobre mi trabajo, he descubierto que han estado haciendo tesis sobre ellas, y han ido adaptándolas cada quien a su ambiente, por eso de una maquinas simple sacan unas sub-maquinas (cuña y tornillo), que son un poco diferentes que las primeras pero utilizan el mismo principio.

Este trabajo le podrá servir a la gente que lo lea para que se de cuenta de que hay varias maquinas simples y con diferentes usos, que fueron inventadas hace mucho, y al igual que ahora son para facilitarnos la vida.

Algo que se me es muy relevante y positivo sobre la máquinas simples es el hecho que personajes muy importantes en la historia como es el Leonardo Da Vinci, empezara a utilizar las maquinas simples para inventar aparatos que en la actualidad se han modificado y son muy sofisticados, como es el hecho del helicóptero, ya que Leonardo Da Vinci tuvo las primeras ideas sobre un helicóptero utilizando maquinas simples aunque no lo pudo desarrollar muy bien. Otra cosa positiva que veo en las maquinas simples es que te ayudan a que con poca fuerza levantes mucho peso.

Con este trabajo, al ver diversos autores, descubrí que lo negativo de las maquinas simples, comparándolo con la actualidad, es que solo se quedan con la parte teórica en la mayoría de las ocasiones, ya que solo se estudia y hasta ahí llegan. La sugerencia que hago es que en las escuelas se podría implementar un plan de estudio donde se practicara la utilización de las maquinas simples para mejorar la vida de una persona.

BIBLIOGRAFÍAS

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INDICE

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Op. Cit., A.A.V.V.,Autodidáctica Océano Color, Pg 831

Op. Cit., A.A.V.V., Física Conceptos y Aplicaciones, Sexta Edición. Pg 281

Op. Cit., Enciclopedia Microsoft Encarta

IBIDEM

IBIDEM

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Cfr., A.A.V.V., Enciclopedia Temática Universal Tomo 19, Madrid España, Aglo Ediciones, 1994, Pg.45-46

http://www.monografias.com/trabajos10/tecno/tecno.shtml#ant

Op. Cit., Enciclopedia Microsoft Encarta

IBIDEM

Cfr., IBIDEM

10

Húmero

Fulcro

Fulcro

Fulcro

Fulcro