SISTEMAS MECANICOS

ALDANA PADILLA ANGIE LORENA

LICEO FEMENINO MERCEDES NARIÑO

INFORMATICA Y TECNOLOGIA

GRADO 902 JM

BOGOTA AGOSTO 21

2012

SISTEMAS MECANICOS

ALDANA PADILLA ANGIE LORENA

PROFESORA:

SARA CLAVIJO

LICEO FEMENINO MERCEDES NARIÑO

INFORMATICA Y TECNOLOGIA

GRADO 902 JM

BOGOTA AGOSTO 21

2012

JUSTIFICACION

Esta consulta la realizo para obtener conocimientos sobre los sistemas mecánicos

La formación de los sistemas eléctricos y lo que se requiere, por un lado, de

conocimientos como las características quienes inventaron y la historia de la

mecánica y, por otro lado, las maquinas simples y compuestas.

Adicional esta consulta me sirve porque me ayudara a conocer mas Tanto en la

sociedad moderna como en los sistemas productivos actuales, la necesidad de

Especialización en las técnicas correspondientes a los sistemas mecánicos que es

cada vez mayor

Haré esta consulta teniendo en cuenta los distintos puntos de vista que tiene el

tema así como los diferentes argumentos que aprenderé. Observando sus usos en

la vida cotidiana.

OBJETIVOS

Generales:

Consultar sistemas mecánicos y presentar trabajo escrito con normas apa

Específicos

Buscar información en internet y en otras fuentes bibliográficas

Hacer resumen en cada clase

Consultar normas apa

Presentar trabajo y sustentarlo

realizar una maqueta teniendo en cuenta el contenido

destacar el beneficio que la tecnología ha ofrecido a la sociedad.

INTRODUCCIÓN

Los sistemas mecánicos como un conjunto de elementos cumplen una función

para lograr un fin específico. La mayoría de ellos incorporan mecanismos que

trasmiten y/o transforman movimientos. El diseño de maquinas exige escoger el

mecanismo adecuado, no solo por los elementos que lo componen, sino también

por los materiales y medidas de cada uno.

Escribo conceptos sobre las maquinas simples tales como la palanca y el plano

inclinado, y los componentes básicos de las ciencias físicas, incluidas la ventaja

mecánica y fricción.

Explico como funciona el sistema mecánico, y las biografías de algunos científicos

Y como estos sistemas mecánicos Forman parte de la vida diaria no solo de

nuestros hogares sino también de toda empresa moderna que sigue las corrientes

de la globalización

DEFINICIÓN DE SISTEMAS MECÁNICOS

Los sistemas mecánicos son aquellos sistemas constituidos fundamentalmente por componentes, dispositivos o elementos que tienen como función específica transformar o transmitir el movimiento desde las fuentes que lo generan, al transformar distintos tipos de energía.

CARACTERISTICAS DE LOS SISTEMAS MECANICOS

Se caracterizan por presentar elementos o piezas sólidos, con el objeto de realizar movimientos por acción o efecto de una fuerza.

, pueden asociarse con sistemas eléctricos y producir movimiento a partir de un motor accionado por la energía eléctrica.La mayor cantidad de sistemas mecánicos usados actualmente son propulsados por motores de combustión interna.En los sistemas mecánicos. Se utilizan distintos elementos relacionados para transmitir un movimiento.Como el movimiento tiene una intensidad y una dirección, en ocasiones es necesario cambiar esa dirección y/o aumentar la intensidad, y para ello se utilizan mecanismos.

BIOGRAFIAS

Aristóteles (384-322 a. de 1. C.) intentó elaborar una teoría de la Mecánica, pero no hizo ninguna distinción entre las propiedades estáticas, cinemáticas y dinámicas. Aristóteles, Sí aceptó que la Tierra era esférica y dio como argumento el que al viajar al norte o al sur se observan nuevas estrellas en el cielo lo que no sucedería si la Tierra fuera plana.

Arquímedes (287-212 AC), Fue el verdadero creador de la Mecánica teórica, Nació en Siracusa, Sicilia, y se educó en Alejandría, Egipto.

Estableció las leyes de la palanca. Conocida es su famosa frase para hacer resaltar la aplicación de la palanca como máquina multiplicadora de fuerza: “Deduce un punto de apoyo y os levantaré el mundo". Desarrolló las poleas múltiples con las que también se puede levantar un cuerpo pesado con una fuerza pequeña.

El llamado principio de Arquímedes, establece que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta una pérdida de peso igual al peso del volumen del fluido que desaloja.

Escribió importantes obras sobre geometría plana y del espacio, aritmética y mecánica. Todavía subsisten muchas de sus obras, como el Tratado de los cuerpos flotantes, El arenado y Sobre la esfera y el cilindro.

Herón de Alejandría (c. 20-62 D.C.), matemático y científico griego. Inventó varios instrumentos mecánicos, gran parte de ellos para uso práctico: la eolipila, una máquina a vapor giratoria, la fuente de Herón, un aparato neumático que produce un chorro vertical de agua por la presión del aire y la dioptra, un primitivo instrumento geodésico.

Además, escribió al menos 13 obras sobre mecánica, matemáticas y físicas.

Leonardo da Vinci (1452-1519). Fue una de las mentes más maravillosas del Renacimiento. En sus manuscritos, llegó a predecir inventos que no pudo desarrollar (aunque se construyeron años más tarde) tales 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.

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.

Gerolamo Cardano (1501-1576) escribió un tratado sobre la Mecánica (De Subtilitate) e invento la junta universal llamada cardán; el cual consiste en un mecanismo que se encarga de transmitir el movimiento del diferencial a las ruedas directrices del automóvil.

Galileo Galilei nació en Pisa en el año 1564. Su primer descubrimiento, la ley del péndulo, También encontró que el tiempo de oscilación de un péndulo es proporcional a la raíz cuadrada de la longitud.

En el año 1586 realizó interesantes descubrimientos de hidrostática, que le dieron celebridad y pronto fue nombrado profesor de matemáticas de la Universidad de Pisa.

Galileo con sus telescopios fue el primero en realizar descubrimientos astronómicos utilizando estos instrumentos y los describieron en su obra publicada en 1610: "Sidereus nuntius" (El mensajero de los astros).

Pierre Varignon (1654-1722) fue autor del principio de las velocidades virtuales. En una obra póstuma, Nueva Mecánica o Estática (1725), expuso toda la estática, enunciando por primera vez la regla de la composición de fuerzas concurrentes y dando, en su generalidad, la teoría de los momentos.

Leonardo Euler (1.707 - 1.783),  creador de las funciones que llevan su nombre y de su conocida fórmula para el cálculo de barras a pandeo, estudiando también las coordenadas angulares de los cuerpos rígidos, el teorema fundamental de la cinemática y las ecuaciones del movimiento del cuerpo rígido. En mecánica obtuvo las ecuaciones diferenciales que rigen el movimiento de un cuerpo sólido en rotación en torno a un punto fijo y definió los conceptos de centro de inercia y momento de inercia.

Benjamín Franklin (1706-1790) En mecánica mientras se adentraba en el campo de los fenómenos eléctricos. Descubrió el carácter eléctrico de los rayos atmosféricos e inventó el pararrayos.

Pedro Simón Laplace (1749-1827). Físico, astrónomo y matemático francés. Expuso la teoría de la gravitación en un libro monumental, en cinco volúmenes, Mecánica celeste. Estudió las perturbaciones que se producen en la órbita de un planeta alrededor del Sol por la atracción de otros planetas o satélites y encontró, junto con Lagrange, que dichas perturbaciones no producirán cambios que afecten drásticamente al Sistema Solar.

Que es la mecánica

Mecánica es la ciencia que describe y predice condiciones de reposo o movimiento de los cuerpos bajo la acción de fuerzas.

Ramas de la mecánica

Mecánica Clásica: La física que se ve en el colegio (pero más avanzada). Leyes de Newton

Mecánica del Continuo: Trata la física de los sólidos, deformaciones, ecuaciones de onda (Es parte de la mecánica clásica)

Mecánica Cuántica: Trata la física de lo pequeño. Por ejemplo de un electrón..

Mecánica Relativista: Trata la física de grandes velocidades (cercanas a la luz) 

Mecánica Estadística: Ve la relación cuando hay "muchas partículas". Explica la termodinámica, y el comportamiento de las partículas en conjunto como fotones, electrones, gases, etc... Utiliza las otras mecánicas

Historia de la Mecánica

Los antepasados del hombre, al construir sus instrumentos, iniciaron el desarrollo de la mecánica. El origen de los primitivos interrogantes planteados por la mecánica surgió en las antiguas civilizaciones por su necesidad de disponer de máquinas, bélicas o pacíficas, que las liberaran de ciertos esfuerzos. El arco y las flechas, la primera máquina inventada por el ser humano.

Uno de los primeros frutos, fue la vivienda. En su esencia, las casas que habitamos hoy se basan en los mismos principios que las primeras chozas del Neolítico,

Los constructores Egipcios poseían utensilios apropiados para medir y diseñar los planos, utilizan algunos principios de la mecánica para la construcción de pirámides, disponían de la piedra caliza y el granito, así como ladrillos. Una particularidad importante, que demuestra las preocupaciones constructivas de los egipcios, es la disposición de un dado de piedra sobre el capitel, protegiendo así los bordes frágiles del mismo en su flexión y contribuyendo al centrado de la carga de compresión sobre la columna.

Las primeras ideas claras sobre el universo mecánico en que vivimos fueron dadas por los filósofos griegos, Los escritos de Demócrito no han sobrevivido y sus ideas se conocen por referencias de otros filósofos, algunas de ellas hechas en son de burla, como Sócrates y Platón que las consideraban absurdas y otras de la Escuela de Epicuro que las admiraban. Las ideas de Demócrito fueron totalmente intuitivas y a ellas se opusieron otras igualmente intuitivas de otros filósofos como Sócrates y Platón que para desgracia de la ciencia tuvieron durante muchos siglos más influencia en el mundo.

Epicuro fundó su escuela en Atenas. Adoptó la teoría atómica de Demócrito para explicar el comportamiento mecánico del Universo que estaba formado por átomos

y vacío. Para él, si un cuerpo se mueve, deberá continuar su movimiento a menos que exista un efecto que lo modifique. Esto es el llamado principio de Galileo.

Maquinas

Una máquina es un conjunto de elementos móviles y fijos cuyo funcionamiento posibilita aprovechar, dirigir, regular o transformar energía o realizar un trabajo con un fin determinado. Se denomina maquinaria al conjunto de máquinas que se aplican para un mismo fin y al mecanismo que da movimiento a un dispositivo.

 En las máquinas se emplean 2 tipos básicos de movimientos, obteniéndose el resto mediante una combinación de ellos: 

Movimiento giratorio, cuando el operador no sigue ninguna trayectoria (no se traslada), sino que gira sobre su eje. Movimiento lineal, si el operador se traslada siguiendo la trayectoria de una línea recta (la denominación correcta sería rectilíneo). 

Estos dos movimientos se pueden encontrar, a su vez, de dos formas:

Continuo, si el movimiento se realiza siempre en la misma dirección y sentido. Alternativo, cuando el operador está dotado de un movimiento de vaivén, es decir, mantiene la dirección pero va alternando el sentido.

Las maquinas Se clasifican en:

Maquinas simples Maquinas compuestas

Máquinas simples

Una máquina simple es un artefacto mecánico que transforma un movimiento en otro diferente, valiéndose de la fuerza recibida para entregar otra de magnitud, dirección o longitud de desplazamiento distintos a la de la acción aplicada.

En una máquina simple se cumple la ley de la conservación de la energía: «la energía ni se crea ni se destruye; solamente se transforma».

Máquinas simples:

La cuña transforma una fuerza vertical en dos horizontales antagonistas. El ángulo de la cuña determina la proporción entre las fuerzas aplicada y resultante, de un modo parecido al plano inclinado.

En el plano inclinado se aplica una fuerza para vencer la resistencia vertical del peso del objeto a levantar. Dada la conservación de la energía, cuando el ángulo del plano inclinado es más pequeño se puede levantar más peso con una misma fuerza aplicada pero, a cambio, la distancia a recorrer será mayor.

El mecanismo tuerca husillo trasforma un movimiento giratorio aplicado a un volante o manilla, en otro rectilíneo en el husillo, mediante un mecanismo de tornillo y tuerca. La fuerza aplicada por la longitud de la circunferencia del volante ha de ser igual a la fuerza resultante por el avance del husillo. Dado el gran desarrollo de la circunferencia y el normalmente pequeño avance del husillo, la relación entre las fuerzas es muy grande.

Maquinas compuestas

Las maquinas compuestas son una unión de varias maquinas simples, de forma q la salida de cada una de ellas está directamente conectada a la entrada de la siguiente hasta conseguí el efecto deseado. 

Ya se sabe q las maquinas simples reducen o multiplican el trabajo, una característica de la maquinas compuestas es q tienen movimiento

Algunas maquinas compuestas: molinos, trenes, tractores, submarinos, aviones. 

Un molino es un artefacto o máquina que sirve para moler utilizando la fuerza del viento, del agua. Por extensión el término molino se aplica coloquialmente (e impropiamente) a los mecanismos que utilizan la fuerza del viento para mover otros artefactos, tales como una bomba hidráulica o un generador eléctrico.

tren o ferrocarril a una serie de vagones o coches conectados a una locomotora que generalmente circulan sobre carriles de riel permanentes para el transporte de mercancías o pasajeros de un lugar a otro.)

Avión, también denominado aeroplano, es un aerodino de ala fija, o aeronave con mayor densidad que el aire, provisto de alas y un espacio de carga capaz de volar, impulsado por uno o más motores. Los aeroplanos

sin motor, diseñados por primera vez por el Ing. Angel Lascurain y Osio, se han mantenido desde los inicios de la aviación para aviación deportiva y en la segunda guerra mundial para transporte de tropas, se denominan planeadores o veleros.

Palanca

La palanca es una máquina simple que tiene como función transmitir una fuerza y un desplazamiento. Está compuesta por una barra rígida que puede girar libremente alrededor de un punto de apoyo llamado fulcro.

Puede utilizarse para amplificar la fuerza mecánica que se aplica a un objeto, para incrementar su velocidad o la distancia recorrida, en respuesta a la aplicación de una fuerza.

Fuerzas actuantes

Sobre la barra rígida que constituye una palanca actúan tres fuerzas:

La potencia; P: es la fuerza que aplicamos voluntariamente con el fin de obtener un resultado; ya sea manualmente o por medio de motores u otros mecanismos.

La resistencia; R: es la fuerza que vencemos, ejercida sobre la palanca por el cuerpo a mover. Su valor será equivalente, por el principio de acción y reacción, a la fuerza transmitida por la palanca a dicho cuerpo.

La fuerza de apoyo: es la ejercida por el fulcro sobre la palanca. Si no se considera el peso de la barra, será siempre igual y opuesta a la suma de las anteriores, de tal forma de mantener la palanca sin desplazarse del punto de apoyo, sobre el que rota libremente.

Brazo de potencia; Bp: la distancia entre el punto de aplicación de la fuerza de potencia y el punto de apoyo.

Brazo de resistencia; Br: distancia entre la fuerza de resistencia y el punto de apoyo.

Características de la palanca:

Potencia (P), fuerza que tenemos que aplicar. Resistencia (R), fuerza que tenemos que vencer; es la que hace la palanca

como consecuencia de haber aplicado nosotros la potencia. Brazo de potencia (BP), distancia entre el punto en el que aplicamos la

potencia y el punto de apoyo (fulcro). Brazo de resistencia (BR), distancia entre el punto en el que aplicamos la

resistencia y el (fulcro).

Pero cuando el problema técnico a solucionar solamente afecta a la amplitud del movimiento, sin tener en cuenta para nada la intensidad de las fuerzas, los elementos tecnológicos pasarían a ser:

Desplazamiento de la potencia (dP), es la distancia que se desplaza el punto de aplicación de la potencia cuando la palanca oscila.

Movimiento de la resistencia (dR), distancia que se desplaza el punto de aplicación de la resistencia al oscilar la palanca

Brazo de potencia (BP), distancia entre el punto de aplicación de la potencia y el fulcro.

Brazo de resistencia (BR), distancia entre el punto de aplicación de la resistencia y el fulcro.

Tipos de palanca

Las palancas se dividen en tres géneros, también llamados órdenes o clases, dependiendo de la posición relativa de los puntos de aplicación de la potencia y de la resistencia con respecto al fulcro (punto de apoyo). El principio de la palanca es válido indistintamente del tipo que se trate, pero el efecto y la forma de uso de cada uno cambian considerablemente.

Palanca de primera clase

Características: Se caracteriza en que la potencia puede ser menor que la resistencia, aunque a costa de disminuir la velocidad transmitida y la distancia recorrida por la resistencia.

Utilidad: Cuando lo que se requiere es ampliar la velocidad transmitida a un objeto, o la distancia recorrida por éste,

Palanca de segunda clase

Características: Se caracteriza en que la potencia es siempre menor que la resistencia, aunque a costa de disminuir la velocidad transmitida y la distancia recorrida por la resistencia.

Utilidad: En la palanca de segunda clase, la resistencia se encuentra entre la potencia y el fulcro.

Palanca de tercera clase

Características: Se caracteriza en que la fuerza aplicada es mayor que la resultante

Utilidad: se utiliza cuando lo que se requiere es ampliar la velocidad transmitida a un objeto o la distancia recorrida por él.

Las Poleas

Una polea, es una máquina simple que sirve para transmitir una fuerza. Se trata de una rueda, generalmente maciza y acanalada en su borde, que, con el curso de una cuerda o cable que se hace pasar por el canal ("garganta"),

Características:

En toda polea se distinguen tres partes: cuerpo, cubo y garganta.

El cuerpo es el elemento que une el cubo con la garganta. En algunos tipos de poleas está formado por radios o aspas para reducir peso y facilitar la ventilación de las máquinas en las que se instalan.

El cubo es la parte central que comprende el agujero, permite aumentar el grosor de la polea para aumentar su estabilidad sobre el eje. Suele incluir un chavetero que facilita la unión de la polea con el eje o árbol (para que ambos giren solidarios). La garganta (o canal) es la parte que entra en contacto con la cuerda o la correa y está especialmente diseñada para conseguir el mayor agarre posible.

La parte más profunda recibe el nombre de llanta. Puede adoptar distintas formas (plana, semicircular, triangular...) pero la más empleada hoy día es la trapezoidal.Utilidad:máquina simple que sirve para transmitir una fuerza

Poleas simplesLa polea simple se emplea para elevar pesos, consta de una sola rueda con la que hacemos pasar una cuerda.

Se emplea para cambiar el sentido de la fuerza haciendo más cómodo el levantamiento de la carga, entre otros motivos, porque nos ayudamos del peso del cuerpo para efectuar el esfuerzo, la fuerza que tenemos que hacer es la misma al peso a la que tenemos que levantar.

Polea simple fijaLa manera más sencilla de utilizar una polea es colgar un peso en un extremo de la cuerda, y tirar del otro extremo para levantar el peso.

Una polea simple fija no produce una ventaja mecánica: la fuerza que debe aplicarse es la misma que se habría requerido para levantar el objeto sin la polea.

Polea simple móvil

Una forma alternativa de utilizar la polea es fijarla a la carga un extremo de la cuerda al soporte, y tirar del otro extremo para levantar a la polea y la carga.

La polea simple móvil produce una ventaja mecánica: la fuerza necesaria para levantar la carga es la mitad de la fuerza que habría sido requerida para levantar la carga sin la polea.

Poleas compuestasExisten sistemas con múltiples de poleas que pretenden obtener una gran ventaja mecánica, es decir, elevar grandes pesos con un bajo esfuerzo. Estos sistemas de poleas son diversos, aunque tienen algo en común, en cualquier caso se agrupan en grupos de poleas fijas y móviles: destacan los polipastos:

SISTEMA DE TRANSFORMACION

Los mecanismos de transformación se encargan de convertir movimientos rectilíneos (lineales) en movimientos de rotación (giro), y al revés. Con un diseño adecuado de los elementos del sistema, se pueden conseguir las velocidades lineales o de giro deseadas. Bajo este punto de vista, los mecanismos de transformación se pueden entender también como mecanismos de transmisión.

Biela-manivela

En este mecanismo, el movimiento de rotación de una manivela o cigüeñal provoca el movimiento rectilíneo, alternativo, de un pistón o émbolo. Una biela sirve para unir las dos piezas. Con la ayuda de un empujón inicial o un volante de

inercia, el movimiento alternativo del pistón se convierte en movimiento circular de la manivela.El recorrido máximo que efectúa el pistón se llama carrera del pistón.

Tornillo-tuerca

El giro de un tornillo alrededor de su eje produce un movimiento rectilíneo de avance, que lo acerca o lo separa de la tuerca, fija. El mecanismo es capaz de ejercer grandes presiones en el sentido de avance del tornillo. Hay diferentes tipos de tornillos y tuercas. En tornillos de una sola entrada, el paso de rosca del tornillo coincide con el avance del tornillo producido al girar 360º alrededor de su eje.

Leva

La leva es un elemento excéntrico que gira solidariamente con el eje motor. Al girar, el perfil de la leva provoca la subida o la bajada de un rodillo de leva o un palpador. Esta disposición se usa en motores de explosión. El recorrido vertical máximo que efectúa el palpador se llama carrera del palpador. Los puntos extremos del recorrido corresponden a puntos del perfil de la leva con distancia máxima (radio mayor) o mínima (radio menor) respecto al eje de giro.

Piñón-cremallera

Este mecanismo transforma el movimiento de giro de una pequeña rueda dentada (piñón) en el avance rectilíneo y limitado de una tira dentada o una cremallera. El paso del piñón y el paso de la cremallera (distancia entre dos dientes consecutivos, considerando la separación) deben coincidir para que el mecanismo engrane correctamente.

CONLUSION

Este trabajo me permitió entender que las máquinas y sistemas mecánicos

constituyen la primera tecnología triunfante, la que ha permitido a la

humanidad tomar el control y manejar la energía. Los mecanismos están

compuestos por un conjunto de elementos que cumplen una función para

lograr un fin específico. El diseño de máquinas exige escoger el mecanismo

adecuado, no sólo por los elementos que lo componen, sino también por los

materiales y medidas de cada uno.

Hoy en día utilizamos maquinas en forma cotidiana la mayoría de los

productos tecnológicos actuales se componen de mecanismos y ellos

permiten producir, transmitir, regular, o modificar movimientos. Por todo

esto nos pareció muy importante realizar este trabajo ya que a partir de

estos mecanismos sencillos pudimos entender otros mecanismos más

complejos

BIBLIOGRAFÍA

- Robert l. Norton, (1999), Diseño de Máquinas, Prentice Hall

- WWW.MONOGRAFIA.COM

- WWW. GOOGLE.COM

- WWW.WIKIPEDIA.COM

- WWW.BUENASTAREAS.COM