Concepto de maquina Una máquina es un aparato creado para aprovechar, regular o dirigir la acción de una fuerza. Estos dispositivos pueden recibir cierta forma de energía y transformarla en otra para generar un determinado efecto. Concepto de Fuerza La fuerza es una magnitud vectorial que mide la Intensidad del intercambio de momento lineal entre dos partículas o sistemas de partículas. Según una definición clásica, fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los materiales. Clases de fuerzas Fuerza elástica: es la que logran ejercer los resortes que, fuera de su posición normal, es decir, cuando están comprimidos o estirados y logran ejercer fuerza, ya sea empujando o tironeando un cuerpo. Fuerza de rozamiento: es la fuerza de o que surge cuando un cuerpo es deslizado sobre una superficie y se opone a este movimiento. Fuerza normal: es aquella que ejerce una superficie cuando reacciona ante un cuerpo que se desliza sobre ella. Fuerza gravitatoria: es aquella fuerza de atracción que surge entre dos cuerpos. Esta fuerza está condicionada por la distancia y masa de ambos cuerpos y disminuye al cuadrado a medida que se incrementa la distancia. Relación entre las máquinas y energía Todas las máquinas necesitan energía para funcionar. Esta energía puede ser mecánica, eléctrica, química o de cualquier otro tipo, dependiendo de cómo esté construida la máquina. Para cumplir su función, las máquinas transforman la energía que reciben en otra u otras formas de energía diferentes. Una motocicleta, por ejemplo, trasforma la energía química que le proporciona el combustible en la energía cinética que necesita para su movimiento. Clases de maquinas Las máquinas pueden ser clasificadas a partir de diversos criterios, algunos son: De acuerdo a su complejidad, que depende de la cantidad de piezas que la compongan:
Sencillas: estas suelen estar compuestas por una sola pieza, como por ejemplo una pinza, un corta uñas o un cuchillo. Complejas: estas tienen varias piezas, por ejemplo una excavadora o el motor de un auto. Muy complejas: el número de piezas que componen a este tipo de máquinas es muy alto, por ejemplo, un motor de reacción o incluso un cohete espacial.
De acuerdo a la cantidad de pasos que requieran para realizar su trabajo:
Simples: estas llevan a cabo su trabajo en un solo paso. Esto hace que el modo en que funcionan sea muy fácil de explicar y entender. Algunos ejemplos de estas máquinas son: hacha, tijeras, rueda, rampa o torno. De acuerdo al operador del que derivan, las máquinas pueden dividirse en tres grupos: rueda, plano inclinado y palanca. Compuestas: para que estas máquinas funcionen necesitan realizar varios trabajos de manera encadenada. Estas están compuestas por varias máquinas simples, que trabajan de manera continuada. En estas máquinas es muy difícil explicar su funcionamiento, algunos ejemplos son la computadora, un satélite, una impresora, etcétera.
Elementos de una maquina simple Las maquinas emplean en su funcionamiento, tres elementos fundamentales: 1. Punto de apoyo: es el punto sobre el cual se apoya o se mueve la máquina, también llamado fulcro, punto de eje o superficie sobre la cual se apoyan los dos próximos elementos. 2. Fuerza motriz o potencia (Fp): es la fuerza que se aplica para hacer funcionar la máquina. 3. Fuerza de resistencia (Fr): es la fuerza que hay que vencer para mover o deformar un cuerpo. Otros elementos que deben considerar en el rendimiento de las maquinas son: La distancia entre el punto en el que se aplica la potencia y el punto en el que se realiza el apoyo. La distancia entre el punto de apoyo y el punto de aplicación de la resistencia.
Tipos de máquinas simples Existen diferentes tipos de máquinas simples tales como las que se destacan a continuación: La palanca: es una maquina simple formada por una barra rígida que se apoya en un punto alrededor del cual pueda girar. En otras palabras la palanca es una barra rígida apoyada en un punto sobre la cual se aplica una fuerza en un extremo, para obtener una fuerza mayor en el otro. El tornillo: son máquinas simples que resultan de la aplicación del plano inclinado. Un tornillo es un plano inclinado enroscado en espiral y cada una de las vueltas se llama rosca. La cuña: se encuentra constituida por un prisma triangular de acero u otro material consistente y se emplea para dividir un cuerpo en dos partes. La polea: consiste en un disco atravesado en el centro por un eje y que en el borde posee un canal o surco por donde pasa una cadena o cuerda. Este objeto es el que le permite que la rueda gire libremente; puede estar fijo a una armadura o moverse conjuntamente con esta.