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Máquinas simples

La máquina simple y sus tipos

Plano inclinado

La rampa o también llamado plano inclinado es una máquina simple que nos ayuda a subir y bajar objetos pesados. Si empujamos el objeto pesado sobre la rampa, tendremos que utilizar menos fuerza, así que trabajaremos menos. El grado de inclinación es importante: cuanto más inclinada es la rampa, más esfuerzo tendremos que realizar, mientras que, cuanto menos inclinada sea, menos esfuerzo, aunque mayor distancia a recorrer.

Rampa inclinado
Wikimedia Commons/ Física Ilustrada. Rampa inclinada (CC BY)

Tornillo

El tornillo es una maquina simple y sirve para mantener dos objetos unidos. Su mecanismo está basado en el principio del plano inclinado, enroscado alrededor de una varilla. Cuando hacemos girar el tornillo, la rosca se introduce en el objeto, como, por ejemplo, madera, metal o el taco de una pared. Para hacer fuerza utilizamos otra máquina simple, el destornillador. Las brocas de los taladros tienen el mismo mecanismo del tornillo y sirven para hacer agujeros en diferentes materiales.

Máquina simple tornillo
Banco de imágenes y sonidos (INTEF). Máquina simple: tornillo (CC BY-NC-SA)
Brocas para taladrar
Banco de imágenes y sonidos (INTEF). Brocas para taladrar (CC BY-NC-SA)

Cuña

Otra máquina simple basada en el principio del plano inclinado es la cuña. La función de la cuña es dividir o separar cosas, para calzar objetos o ajustar un objeto contra otro; para ello se ponen juntos dos planos inclinados. Las cuñas más estrechas dividen las cosas con más facilidad, mientras que las cuñas más anchas lo hacen con más dificultad o trabajo. La fuerza se aplica en la parte más ancha de la cuña y eso hace que la parte más fina y afilada separe o ajuste objetos, según el caso. Una de las herramientas más comunes que utiliza la cuña es el hacha, formada por un mango y una cuña atada al mismo.

Esquema del funcionamiento de la cuña
Wikimedia Commons/ Ianif. Esquema del funcionamiento de la cuña (Dominio público)
Cuña para cortar madera
Pixabay/ kornelmeizdalski-2. Cuña para cortar madera (Pixabay License)

Palanca

La palanca es una máquina simple formada por una barra rígida que se apoya en un punto o también llamado fulcro. Para hacer funcionar la palanca, necesitamos ejercer fuerza sobre la barra rígida. La palanca sirve para mover objetos pesados. Dependiendo de donde se encuentre el punto de apoyo o fulcro, será más o menos costoso el mover objetos, en términos de fuerza. Cuanto más cerca esté el objeto a mover del punto de apoyo de la palanca, más fácil será hacerlo y menos fuerza necesitaremos. Al contrario, cuanto más lejos se encuentre del fulcro, necesitaremos más fuerza para realizar el mismo trabajo. Podemos encontrar tres tipos de palancas según la posición en la que se encuentre el punto de apoyo.

  • Palanca de primer tipo: el punto de apoyo se encuentra entre la resistencia y la fuerza. Ejemplos: la pala de mano, las tijeras, los alicates, el balancín de niños, la catapulta o el calzador de zapato.
  • Palanca de segundo tipo: el punto de apoyo está en un extremo y cerca de este se sitúa la resistencia; la fuerza se ejerce en el lado contrario al punto de apoyo. Ejemplos: el abridor de botellas, el cascanueces o la carretilla.
  • Palanca de tercer tipo: el punto de apoyo está en un extremo y cerca de este se encuentra la fuerza; la resistencia se encuentra en el lado contrario al punto de apoyo. Ejemplos: la caña de pescar, las pinzas, la escoba, el palo de golf, de hockey o la raqueta.
Balancín, palanca de primer tipo
Banco de imágenes y sonidos (INTEF)/ Paul Bangs. Balancín, palanca de primer tipo (CC BY-NC-SA)
Carretilla, palanca de segundo tipo
Banco de imágenes y sonidos (INTEF)/ Carlos Salinas Salinas. Carretilla, palanca de segundo tipo (CC BY-NC-SA)
Cuchara, palanca de tercer tipo
Banco de imágenes y sonidos (INTEF)/ Paul Bangs. Cuchara, palanca de tercer tipo (CC BY-NC-SA)

Rueda y eje

La rueda y eje, como su nombre indica, se compone de estos dos elementos: una rueda insertada en una varilla, llamada eje. La rueda por sí sola no es una máquina simple; para ello necesita estar unida a esta barra o varilla. Este mecanismo facilita el transporte de cargas pesadas y sirve para reducir la fricción y facilitar la tarea de mover algo. A veces un eje une dos ruedas, como en el caso de vehículos tales como coches, autobuses o camiones. La rueda y el eje también se utilizan en ventiladores, turbinas, picaportes de puertas o grifos, entre otros muchos mecanismos más complejos.

Molino de agua
Banco de imágenes y sonidos (INTEF)/ Luana Fischer Ferreira. Molino de agua (CC BY-NC-SA)
Monopatín
Banco de imágenes y sonidos (INTEF)/ May Ann Allidem Caluza. Monopatín (CC BY-NC-SA)

Engranaje 

El engranaje es una máquina simple basada en la unión de ruedas dentadas, con entrantes y salientes denominados dientes que encajan entre sí, que se encuentran insertados en un eje. Pueden hacer que un objeto se mueva más rápido o lento, según sea necesario. Sirve para reducir la fuerza que se necesita para mover un objeto. Unas ruedas generan movimiento y otras se mueven arrastradas por el movimiento de las ruedas motrices. Existen diferentes tipos de engranajes y muchos de ellos se encuentran en el interior de máquinas complejas, por lo que no se ven a simple vista, como el engranaje de los relojes tradicionales.

Mecanismo de engranaje de una bicicleta
Banco de imágenes y sonidos (INTEF)/ Paul Bangs. Mecanismo de engranaje de una bicicleta (CC BY-NC-SA)
Transmisión por engranajes
Banco de imágenes y sonidos (INTEF)/ Marcos Vázquez Rozas. Transmisión por engranajes (CC BY-NC-SA)

Polea

La polea es una máquina simple basada en el mecanismo del eje y la rueda. En este caso, la rueda tiene un surco por el que pasa una cuerda. La polea sirve para subir y bajar objetos muy pesados al transmitir fuerza a través de la cuerda.

Polea para sacar agua de un pozo
Banco de imágenes y sonidos (INTEF)/ Francisco Javier Martínez Adrados. Polea para sacar agua de un pozo (CC BY-NC-SA)
Transmisión por correa y ruedas
Banco de imágenes y sonidos (INTEF)/ Marcos Vázquez Rozas. Transmisión por correa y ruedas (CC BY-NC-SA)

Mira y elige

Mira estas máquinas simples y elige cuál es.

máquina simple
Banco de imágenes y sonidos (INTEF). máquina simple (CC BY-NC-SA)

máquina simple
Banco de imágenes y sonidos (INTEF)/ Paul Bangs. máquina simple (CC BY-NC-SA)

máquina simple
Banco de imágenes y sonidos (INTEF)/ Paul Bangs. máquina simple (CC BY-NC-SA)

máquina simple
Banco de imágenes y sonidos (INTEF)/ May Ann Allidem Caluza. máquina simple (CC BY-NC-SA)

máquina simple
Pixabay/ kornelmizdalski. máquina simple (Pixabay License)

máquina simple
Banco de imágenes y sonidos (INTEF)/ Paul Bangs. máquina simple (CC BY-NC-SA)

máquina simple
Banco de imágenes y sonidos (INTEF)/ Francisco Javier Martínez Adrados. máquina simple (CC BY-NC-SA)

máquina simple
Banco de imágenes y sonidos (INTEF). máquina simple (CC BY-NC-SA)

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¿Qué tipo de máquina simple es?

Lee el nombre de los siguientes objetos y elige el tipo de máquina simple que es cada uno:

                                 plano inclinado      tornillo      cuña           eje y rueda        polea      palanca      engranaje

1. TOBOGÁN
2. TIOVIVO
3. ASCENSOR
4. CUCHILLO 
5. RAQUETA
6. BROCA DE TALADRO
7. HACHA
8. NORIA
9. CARRETILLA
10. MECANISMO DE UN RELOJ
11. MECANISMO DE UNA PERSIANA
12. CAÑA DE PESCAR
13. MONOPATÍN
14. RAMPA DE ACCESO A UN EDIFICIO
15. TRAMPOLIN

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¿Qué máquina tienen en común?

Lee cada lista de máquinas, averigua que máquina simple tienen todas en común y escribe su nombre al final.

                       polea            tornillo           cuña           plano inclinado            polea         eje y rueda       palanca

Escalera, tobogán, rampa descarga camiones, escalera de mano, escalera eléctrica: 
Rodillo, noria, cortador de pizza, ruleta, ruedas de vehículos, ventilador eléctrico:
Hacha, serrucho, cortaúñas, abrelatas, clavo, cuchillo:
Taladro, grifos, gato de automóvil:
Balancín, alicates, carretilla, remos, pinza, caña de pescar, escoba, remos, catapulta:
Bicicleta, reloj analógico, caja de velocidades:
Pozo, ascensor, grúas, mecanismo para subir y bajar persianas, astas de bandera:

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