Máquinas Simples

1. Palancas

Una máquina es un conjunto de dispositivos sencillos que realizan un trabajo. Una palanca es una máquina simple porque multiplica la fuerza y se compone de pocos elementos: una barra rígida y un punto de apoyo. La Ley de la palanca establece que el producto de la fuerza (F) por su brazo (BF) es igual al producto de la resistencia (R) por el suyo (BR).

Tipos de palanca:

1. Primer grado (ej. tijeras): El punto de apoyo está entre la fuerza y la resistencia.
2. Segundo grado (ej. carretilla): La resistencia se encuentra entre el punto de apoyo y la fuerza.
3. Tercer grado (ej. pinzas): La fuerza está entre el punto de apoyo y la resistencia.

Palancas articuladas:

Formadas por varias palancas con uniones móviles, dan lugar a mecanismos complejos que realizan funciones más complicadas (ej. el cuerpo humano).

2. Poleas y Polipastos

Una polea es una rueda con una hendidura o canal por donde se introduce una cuerda o correa.

Tipos de poleas:

1. Polea fija: Esta polea gira en su sitio (no se desplaza). No hay ventaja mecánica, ya que la fuerza que aplicamos es igual a la resistencia.
2. Polea móvil: Compuesta por una polea fija y una móvil (esta sí se desplaza). La fuerza que se aplica es la mitad: F = R/2. La ventaja mecánica es 2.
3. Asociación de poleas: Formada por una polea fija y varias poleas móviles, unidas por una cuerda. Un polipasto es un conjunto de poleas combinadas para elevar un gran peso con poca fuerza.
4. Torno: Un cilindro con una manivela que lo hace girar, permitiendo levantar pesos con poco esfuerzo.

3. Plano Inclinado, Cuña y Tornillo

1. Plano inclinado: Una rampa que sirve para elevar cargas con menos esfuerzo.
2. Cuña: Un plano inclinado doble. La fuerza aplicada perpendicular a la base se transmite multiplicada a las caras de la cuña. La fuerza aumenta con la longitud de las caras y disminuye con la longitud de la base.
3. Tornillo: Un plano inclinado enrollado en un eje. Al aplicar presión y enroscarlo, se multiplica la fuerza aplicada.

Mecanismos de Transmisión

Transmiten el movimiento de un lugar a otro. La relación de transmisión (r) es el cociente de las velocidades angulares de los elementos que se mueven. Si la velocidad conducida es mayor que la motriz, es un sistema multiplicador; si es menor, es un sistema reductor.

1. Transmisión por Engranajes

Los engranajes son ruedas dentadas que engarzan entre sí. Transmiten movimientos de giro entre ejes próximos y grandes fuerzas, ya que los dientes no deslizan. La relación de transmisión se calcula como: Z₁ * ω₁ = Z₂ * ω₂, donde Z es el número de dientes y ω la velocidad angular.

2. Transmisión por Correa

Conduce el movimiento entre poleas mediante una correa con la tensión adecuada. Es más silencioso que los engranajes, pero transmite menos fuerza. La relación de transmisión se calcula como: D₁ * ω₁ = D₂ * ω₂, donde D es el diámetro de la polea y ω la velocidad angular.

3. Transmisión por Cadena

Compuesto por una cadena y ruedas dentadas. Se cumple la misma relación de transmisión que para los engranajes.

4. Tornillo sin fin y Rueda

Transmite movimiento entre ejes perpendiculares. La rosca del tornillo engrana con los dientes de la rueda. Por cada vuelta del tornillo, la rueda avanza un diente. El mecanismo se bloquea si la rueda intenta mover al tornillo.

5. Trenes de Mecanismos

1. Sistema de transmisión reductor
2. Tren de poleas
3. Tren de engranajes

6. Mecanismos de Transformación

1. Piñón cremallera
2. Husillo – tuerca

7. Mecanismos de Transformación de Movimiento Circular en Alternativo

1. Biela manivela: Dos barras articuladas; una gira (manivela) y la otra se desplaza (biela). Transforma movimiento circular en vaivén.
2. Excéntrica: Convierte movimiento circular en alternativo y viceversa. Es una rueda con una barra rígida unida a su perímetro.
3. Cigüeñal: Transforma un movimiento de giro en varios movimientos alternativos simultáneamente.
4. Leva y seguidor: Transforma movimiento de giro en lineal alternativo. La leva acciona un elemento no unido, moviéndolo de forma alternativa.

Máquinas Térmicas

Transforman energía térmica en mecánica. Hay dos tipos según la combustión:

1. Combustión externa: El combustible se quema fuera del motor (ej. máquina de vapor).
2. Combustión interna: El combustible se quema dentro del motor (ej. coche). Son más eficaces.
   1. Motor de cuatro tiempos: Usado en coches. Necesita combustible y oxígeno. La bujía genera la chispa. Fases: Admisión, Compresión, Explosión, Escape.
   2. Motor de dos tiempos: Realiza las cuatro fases en dos tiempos. La bujía genera la explosión.
   3. Se añade aceite al combustible para reducir la fricción y se refrigera con ventilación. Fases: Compresión-Explosión, Escape-Compresión.
   4. Motores diésel: Usan gasóleo, sin bujías. La compresión eleva la temperatura hasta la explosión.

Motores para Volar

1. Principio de Acción y Reacción

1. Cohete

2. Motores de Aviones

1. Turborreactor
2. Turbofan (ventilador)
3. Turbopropulsor (turbohélice)
4. Estatorreactor
5. Pulsorreactor