MAQUINAS SIMPLES

Máquinas simples

ž  Se denominan máquinas a ciertos aparatos o dispositivos que se utilizan para transformar o compensar una fuerza resistente o levantar un peso en condiciones más favorables.

Palanca

ž  Una palanca es, en general, una barra rígida que puede girar alrededor de un punto fijo llamado punto de apoyo o fulcro.

ž  La fuerza que se aplica se suele denominar fuerza motriz o potencia y la fuerza que se vence se denomina fuerza resistente, carga o simplemente resistencia. 
Por ejemplo, un par de tijeras utiliza dos palancas (cada mango) y tres cuñas, para mantener los mangos juntos y para cada borde de la cuchilla.

Polea

ž  La polea sirve para elevar pesos a una cierta altura. Consiste en una rueda por la que pasa una cuerda a la que en uno de sus extremos se fija una carga, que se eleva aplicando una fuerza al otro extremo. Su función es doble, puede disminuir una fuerza, aplicando una menor, o simplemente cambiar la dirección de la fuerza. Si consta de más de una rueda, la polea amplifica la fuerza. Se usa, por ejemplo, para subir objetos a los edificios o sacar agua de los pozos.

ž  Las poleas pueden presentarse de varias maneras:

ž  Polea fija: solo cambia la dirección de la fuerza. La polea está fija a una superficie.

ž  Polea móvil: se mueve junto con el peso, disminuye el esfuerzo al 50%.

ž  Polea pasto, polipasto o aparejo: Formado por tres o más poleas en línea o en paralelo, se logra una disminución del esfuerzo igual al número de poleas que se usan.
Las poleas se encuentran en muchos tipos diferentes de máquinas y pueden utilizarse para mover objetos pequeños y grandes. Las ventanas, las máquinas universales de peso y los pozos viejos son basados en sistemas de poleas. Las astas también se basan en las poleas para permitir a la gente colgar objetos muy por encima de su alcance.

Polipasto

ž  Se llama polipasto a un mecanismo que se utiliza para levantar o mover una carga aplicando un esfuerzo mucho menor que el peso que hay que levantar.

ž  Estos mecanismos se utilizan mucho en los talleres o industrias que manipulan piezas muy voluminosas y pesadas porque facilitan la manipulación, elevación y colocación de estas piezas pesadas, así como cargarlas y descargarlas de los camiones que las transportan.

ž  Suelen estar sujetos a un brazo giratorio que hay acoplado a una máquina, o pueden ser móviles guiados por raíles colocados en los techos de las naves industriales.

ž  Los polipastos tienen varios tamaños o potencia de elevación, los pequeños se manipulan a mano y los más grandes llevan incorporados un motor eléctrico.

Rueda

ž  Máquina simple más importante que se conoce, no se sabe quién y cuándo la descubrió o inventó; sin embargo, desde que el hombre utilizó la rueda la tecnología avanzó rápidamente, podemos decir que a nuestro alrededor siempre está presente algún objeto a situación relacionado con la rueda, la rueda es circular. 
una rueda es una maquina simple y se usa en diferentes areas, autos, motos, bicicletas, aviones, la rueda permite el desplazamiento del cuerpo al que está unido su eje disminuyendo las fuerzas de rozamiento 

ž  Plano inclinado

ž  El plano inclinado permite levantar una carga mediante una rampa o pendiente. Esta máquina simple descompone la fuerza del peso en dos componentes: la normal (que soporta el plano inclinado) y la paralela al plano (que compensa la fuerza aplicada). De esta manera, el esfuerzo necesario para levantar la carga es menor y, dependiendo de la inclinación de la rampa, la ventaja mecánica es muy considerable.

ž  Al igual que las demás máquinas simples cambian fuerza por distancias. El plano inclinado se descubre por accidente ya que se encuentra en forma natural, el plano inclinado es básicamente un triángulo donde su utiliza la hipotenusa, la función principal del plano inclinado es levantar objetos por encima de la Horizontal.   
Algunos ejemplos de planos inclinados en casa son las rampas y escaleras. La mayoría de las tuberías que se encuentran en la cocina y el baño también son planos inclinados, y funcionan con la gravedad para transportar el agua y los residuos.

Tornillo

ž  Plano inclinado enrollado, su función es la misma del plano inclinado pero utilizando un menor espacio.

ž  Ejemplos: escalera de caracol, carretera, saca corcho, resorte, tornillo, tuerca, rosca.

ž  Nivel o torno

ž  Máquina simple constituida por un cilindro en donde enredar una cuerda o cadena, se hace girar por medio de una barra rígida doblada en dos ángulos rectos opuestos. Como todas las máquinas simples el torno cambia fuerza por distancia, se hará un menor esfuerzo entre más grande sea el diámetro.

ž  Ejemplos: grúa, fonógrafo, pedal de bicicleta, perilla, arranque de un auto antiguo, grúa, ancla, taladro manual.
Los tornillos facilitan el trabajo para subir y bajar objetos, así como para mantenerlos juntos. Aparte de los tornillos de metal, esta máquina también es parte de tapas de los frascos, bombillas, abridores de botellas y taladros.

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CONVERSIÒN DE UNIDADES

Dada una unidad del SI, podemos escribir y denominar magnitudes más grandes de esta unidad utilizando prefijos denominados múltiplos; cada prefijo corresponde a un valor numérico, que siempre corresponde a una potencia de 10. De manera análoga, cuando queremos escribir unidades más pequeñas, utilizamos los submúltiplos, que coinciden con una potencia negativa de 10. En la siguiente tabla puedes ver los múltiplos y submúltiplos empleados por el SI.

Así por ejemplo:

a) 3 000 m = 3 X 10 3 m = 3km                              b) 250 g = 2,5x 102 g = 2,3 hg


c) 0,05 m = 5x 10-2 m = 5 cm                                 d) 0.0036 s = 3,6 x10-3 s = 3,6 ms

El sistema para medir longitudes en los Estados Unidos se basa en la pulgada, el Pie (medida), la yarda y la milla. Cada una de estas unidades tienen dos definiciones ligeramente distintas, lo que ocasiona que existan dos diferentes sistemas de medición.

Una pulgada de medida internacional es exactamente 25.4 milimetro
mm, mientras que una pulgada de agrimensor de los EEUU se define para que 39.37 pulgadas sean exactamente un metro. Para la mayoría de las aplicaciones, la diferencia es insignificante (aproximadamente 3 mm por milla). La medida internacional se utiliza para la mayoría de las aplicaciones (incluyendo ingeniería y comercio), mientra, que la de examinación es solamente para agrimensura. 

La medida internacional utiliza la misma definición de las unidades que se emplean en el Reino Unido y otros países del Commonwealth. Las medidas de agrimensura utilizan una definición más antigua que se usó antes de que los Estados Unidos adoptaran la medida internacional.

                                         Otras unidades de longitud

1 pulgada=1in = 2,54 cm                          

1 pie =1 ft= 0,3048 m

1 yarda = 1yd= 3 pies = 0,9144 m

1 braza = 2 yardas = 1,8288 m

1 milla terrestre = 1.760 yardas = 1.609,34 m

1 milla marítima = 1.852

                             Conversiòn de unidades
Cuando expresamos valores de las magnitudes físicas, normalmente utilizamos las unidades del SI, con sus múltiplos y submúltiplos; a veces, sin embargo, podemos utilizar otras unidades. Si tenemos una cierta cantidad expresada en una unidad determinada y queremos cambiar de unidad y encontrar la nueva cantidad, utilizaremos los factores de conversión. Un factor de conversión nos indica la equivalencia entre las dos unidades, y, al hacer el cambio, se expresa como un cociente. Fíjate en los siguientes ejemplos:

Fíjate en que la equivalencia entre unidades queda expresada por un factor de conversión: situamos la unidad que queremos transformar en el denominador, y la nueva unidad en el numerador, o bien al revés, si la unidad que se transforma está en el denominador. Por tanto, la unidad de partida queda eliminada, ya que aparece nuevamente dividiendo o multiplicando en la fracción equivalente.
Asignaciones
1. Observando el siguiente video en donde aparece la explicaciòn de  ejercicios resueltos de conversion de unidades:
http://www.youtube.com/watch?v=GzgaHiMoArI&feature=channel

2. Luego de observar el video y  atender las explicaciones en clase, resuelve de manera individual la siguiente actividad para entregar

1. Resuelve los siguientes ejercicios de potencias de 10:


a) (10 exp 4) exp 2       b) (10 exp 4 ) exp 4     c) (10 exp 3 x 10 exp-2)exp 4  d) (10exp2 + 10exp6)/10

2. Resuelve los siguientes ejercicios de unidades y potencias:

a) (10 m)exp2      b) (6 m)exp-3    c) 1 m/s/s

d) ((10exp3 ). (10exp2))/10exp4   
3. Escribe los siguiente números en notación científica:

a) 2 000 000 000              b) 765 000              c) 0,000034

d) 36 000 000 000            e) 0,0000023          f) 0,000000000152

4. Efectúa las siguientes operaciones manteniendo el número de cifras significativas y redondeando el resultado:

a) (5,2x10exp15). (8,7 x10exp5)    b) 4,38 + 5,3     c) 7,8 - 4,97

d) (2,1x 10exp8)/(1,4x 10exp-6)    e) (5,2x 10exp15).(1,5 x10exp10)     f) 65,55 + 0,3

5. ¿Cuál es el significado de las siguientes palabras?

a) nanosegundo (ns)       b) microgramo  (µg)     c) milímetro (mm)

d) gigavoltio (GV)          e) kilómetro (km)         f) picofaradio (pF)

6. Efectúa los siguientes cambios de unidades:

a) 200 g a kg     b) 0,08 kg a g      c) 0,25 m3 a cm3        d) 70 000 m2 a hm2

e) 100 000 mm a km        f) 0,05 kg a mg      g) 109 cm2 a hm2      h) 8 105 mg a Mg

7. Expresa las siguientes magnitudes en el SI:

a) 1L     b) 12 ns      c) 23 MN

d) 365 días     e) 15 pg       f) 3 456 Angstroms

8. Efectúa los siguientes cambios de unidades::

a) 36 km/h a m/s b) 60 km/h a cm/min c) 2,7 g/cm3 a kg/m3

d) 20 m/s a km/h    e) 7 000 kg/m3 a g/cm3     f) 7 kg m/s a g cm/s

9. Expresa las siguientes magnitudes en el SI:

a) 1 km/h     b) 36 m/min2     c) 6 106 cm/min

d) 8 x 10exp-2 Dm/s    e) 106 dm/día