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Palancas y
RUED S
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I. Palancas
La palanca es una barra rígida que oscila sobre un punto de apoyo debido a la acción
de dos fuerzas contrapuestas: potencia o fuerza y resistencia o carga. En los proyectos
de tecnología la palanca puede emplearse para dos finalidades: vencer fuerzas u
obtener desplazamientos.
Las palancas se utilizan comúnmente para obtener mayor fuerza aplicando una
menor fuerza
1.1 Partes
La palanca está formada por una barra rígida que puede oscilar en torno a una pieza
fija conocida como punto de apoyo (fulcro) para trabajar o producir movimientos
útiles.
Resistencia o carga: Objeto que deseamos mover.
Punto de apoyo o fulcro: Es el punto fijo alrededor del cual gira la barra.
Potencia o fuerza: Origina el movimiento de la carga. La acción de aplicar una
fuerza a una maquina o mecanismo recibe el nombre de esfuerzo.
La carga se mueve gracias al esfuerzo.
Ejemplo de palancas El alicate
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Ejemplo de palancas
El remo
El brazo
El remo
1.2 Tipos de palancas
a) Primer grado:
La palanca de primer grado permite situar la resistencia (R) a un lado del punto
de apoyo (A) y la potencia (P) al otro. Esto permite conseguir que la potencia
y la resistencia tengan movimientos contrarios, por ello el desplazamiento de
la potencia y resistencia dependerá de las distancias al punto de apoyo.
Ahora veamos las diversas posiciones del punto de apoyo
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Punto de apoyo centrado: Implica que los brazos de potencia (BP) y
resistencia (BR) son iguales
(BP = BR)
Este montaje hace que el esfuerzo y la carga sean iguales (P = R), como
también lo serán los desplazamientos de la potencia y de la resistencia
(DP = DR).
Punto de apoyo cercano a la resistencia: El brazo de potencia es
mayor que el de la resistencia (BP > BR)
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Esta solución hace que se necesite un menor potencia (P) para compensar
la resistencia (P < R), al mismo tiempo que se produce un mayor
desplazamiento de la potencia en relación a la resistencia (DP>DR). Este
sistema es el empleado cuando necesitamos vencer grandes resistencias
con pequeñas potencias.
Punto de apoyo cercano a la potencia: Se nota que el brazo de
potencia es menor que el de la resistencia (BP < BR).
Esta solución que hace que sea mayor la potencia que la resistencia (P >
R) y, recíprocamente, menor el desplazamiento de la potencia que el de
la resistencia (DP < DR).
Aplicaciones:
La palanca de primer grado se emplea siempre que se desee invertir el sentido del
movimiento. Además:
Podemos mantener la amplitud del movimiento
colocando los brazos de potencia y resistencia
iguales. Su utilidad se centra en los mecanismos de
comparación o simplemente de inversión de
movimiento. Esta disposición se emplea, por
ejemplo, en balanzas, balancines de los parques
infantiles, etc.
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Podemos reducir la potencia haciendo que el
brazo de potencia sea mayor que el de
resistencia. Se emplea, por ejemplo, para el
movimiento de objetos pesados, balanzas
romanas, alicates de corte, patas de cabra,timones de barco, etc.
Podemos aumentar la amplitud del
movimiento haciendo que el brazo de la
resistencia sea mayor que el de la
potencia. Esta solución presenta la
ventaja de que a pequeños
desplazamientos de la potencia seproducen grandes desplazamientos de la resistencia, por tanto su utilidad se
centra en mecanismos que necesiten amplificar e invertir el movimiento. Se
utiliza, por ejemplo, barreras elevables, timones laterales, pinzas de cocina,
etc.
b) Segundo grado:
Permite situar la resistencia (R) entre el punto de apoyo (A) y la potencia (P). Con
esto se consigue que el brazo de potencia siempre será mayor que el de
resistencia (BP > BR) y, en consecuencia, la potencia menor que la carga (P < R).
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Esta disposición hace que los movimientos de la potencia y de la resistencia se
realicen siempre en el mismo sentido, pero la carga siempre se desplaza menos
que la potencia (DR
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c) Tercer grado:
Permite situar la potencia (P) entre el punto de apoyo (A) y la resistencia (R). Con
esto se consigue que el brazo de la resistencia siempre será mayor que el de la
potencia (BR>BP) y, en consecuencia, la potencia mayor que la carga (P>R).
Esta disposición hace que los movimientos de la potencia y de la resistencia se
realicen siempre en el mismo sentido, pero la resistencia siempre se desplaza
más que la potencia (DR>DP).
Aplicaciones:
Su utilidad práctica se centra básicamente en conseguir grandes desplazamientos de la
resistencia con pequeños desplazamientos de la potencia. Se emplea en pinzas de
depilar, cortaúñas, cañas de pescar.
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II. Ruedas
La rueda es un disco con un orificio central por el que penetra un eje que le guía en
el movimiento.
Aunque no existan evidencias arqueológicas, se cree que las primeras ruedas
pudieron aparecer en Sumeria en torno al año 8000 a.C., siendo su invención el
resultado de una lenta evolución de la combinación del rodillo y el trineo:
Algunas de las ruedas más empleadas son:
Rueda dentada, empleada principalmente para la transmisión del movimiento
giratorio entre ejes.
Rueda de transporte, empleada para reducir el rozamiento con el suelo. Unas
muy empleadas con las cámaras de aire.
Polea, muy empleada tanto para la transmisión de movimientos como para la
reducción del esfuerzo al elevar o mover pesos.
Turbinas, empleadas para la obtención de un movimiento giratorio a partirdel movimiento de un fluido (agua, aire, aceité, etc.)
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2.1 Composición de la rueda
Desde el punto de vista tecnológico, la rueda es un operador dependiente.
Nunca puede usarse soIa y siempre ha de ir acompañada de, aI menos, un eje
(que le sirve de guía y sustento) y de un soporte o armadura (que es el operador
que controla la posición del eje y sirve de sostén a todo el conjunto).
a) Eje: Es una barra, normalmente cilíndrica, que guía el movimiento giratorio
de la rueda. Dependiendo del diseño adoptado, se pueden presentar dos tipos
de ejes:
Ejes que giran solidarios con la rueda (por ejemplo: las carretillas), en este
caso, el soporte es el que guía el movimiento. Si el eje se emplea para la
transmisión del movimiento giratorio entre la rueda y otro operador (o
viceversa), entonces recibe el nombre de árbol.
Ejes que están unidos directamente aI soporte (caso de las bicicletas,
patinetes, etc.), en cuyo caso la rueda gira libremente sobre el eje, que es el
que le guía en el movimiento.
b) Soporte: Es un operador cuya misión es mantener aI eje solidario con la
máquina. En muchas aplicaciones suele tener forma de horquiIIa (patinetes,
bicicletas, carros, etc.).
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Aplicaciones:
Las ruedas se emplean en multitud de aplicaciones, algunas más usuales son:
Facilitar el desplazamiento de objetos: como en carretillas, coches, bicicletas,
patinetes, pasillos rodantes, etc.
Obtener un movimiento rotativo en un eje a partir del movimiento del agua:
como las ruedas de palas, noria, turbinas o rodete; como en contadores de
agua, molinos de agua, norias de regadío, centrales hidroeléctricas, etc.
Transmitir un movimiento giratorio entre ejes: como en lavadoras, bicicletas,
motos, motores de automóvil, taladros, tocadiscos, etc.
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Transformar en giratorio otros movimientos o viceversa: como en piedras de
afiIar, máquinas de coser, ruedas de timón, programadores de Iavadora,
cabrestantes, etc.
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