ESTRUCTURAS Y MECANISMOS 2 ESO TYD

ESTRUCTURAS SIMPLES Y SISTEMAS MECÁNICOS BÁSICOS

TECNOLOGÍA y DIGITALIZACIÓN 2º ESO María José González Luque

Compromiso ODS

En todas partes, a nuestro alrededor, encontramos estructuras.De hecho, todo aquello que necesite ser sostenido o soportado ha de hacerlo por medio de estructuras. Además, puedes encontrar estructuras que sirven de medio de protección, rodeando objetos, y otras que forman parte del inte-rior de las cosas, como es el caso de tu esqueleto. Incluso puedes llegar a encontrar objetos con varias estructuras, una externa, que sirve de escudo protector de las partes interiores, y otra interna, que soporta su propio peso. Este es el caso de las estructuras de los coches, los trenes, los aviones y muchos otros medios de locomoción.

Las estructuras son un elemento clave y fundamental en el desarrollo de edificios e infraestructuras (centrales de producción de energía, puertos, carreteras, aeropuertos, etc). Estas infraestructura permiten la comunicación y el transporte de personas y mercancías prácticamente por todo el planeta. La carencia de infraestructuras limita el potencial de desarrollo de muchos países.

Índice

1. Las estructuras

2. Las fuerzas

3. Los componentes estructurales

4. Tipos de estructuras

5. Perfiles

6. Los mecanismos

las estructuras

"Los arquitectos pasan toda una vida con esta idea razonable de que se puede luchar contra la gravedad"

Renzo Piano

¿qué es una estructura?

Una estructura es un objeto complejo cuya función principal es la de soportar cargas, es decir, mantener en su interior o sobre ella determinados pesos. Así, por ejemplo, una vivienda es una estructura cuya finalidad es acoger a las personas que en ella viven y a sus enseres. Otras estructuras se diseñan para salvar accidentes geográficos (ej. puentes).

el diseño de una estructura

En el diseño de una estructura, quienes diseñan la arquitectura y la ingeniería han de contemplar tres condiciones esenciales: - Estabilidad - Indeformabilidad - Resistencia

Teniendo en cuenta las condiciones anteriores, una estructura se formará con un conjunto de elementos sólidos, unidos y acoplados, que tiene la función de soportar fuerzas, pesos y, en general, todo tipo de cargas.

Al aplicar cargas a una estructura, aparecen esfuerzos interiores en sus componentes. El diseño de una estructura ha de permitirle mantener con solidez tanto su forma como su tamaño.

COPIANDO A LA NATURALEZA

Según descubrImos y analizamos diferentes estructuras de la naturaleza, hemos ido creando otras cada vez más perfeccionadas, llegando a la conclusión de que la correcta distribución de las fuerzas y los pesos ejercidos sobre el árbol o en las paredes de la cueva eran la clave de por qué las estructuras naturales se sostenían.

Plan lector

IMITANDO A LA NATURALEZA

Profesionales de la arquitectura y de la ingeniería se han fijado en la naturaleza con la intención de imitar las increíbles estructuras que esta nos ofrece.

La biomimética es un área de la ciencia que tiene por objetivo el estudio de las estructuras biológicas, con el fin de resolver aquellos problemas humanos que la naturaleza ya ha resuelto.

EJEMPLOS

las FUERZAS

¿qué es una FUERZA?

Las fuerzas son magnitudes que se caracterizan por su valor, o intensidad, y por su dirección. Las fuerzas pueden: ➜ Mover un objeto que está en reposo. ➜ Detener un cuerpo en movimiento. ➜ Deformar un cuerpo. ➜ Modificar la dirección del movimiento de un cuerpo. Las fuerzas se representan mediante flechas con una dirección y sentido determinados. La longitud de la flecha nos da idea de su magnitud.

¿CÓMO SE MIDEN LAS FUERZAS?

El instrumento más habitual es la balanza, pero en los laboratorios también se utiliza el dinamómetro.

Info

unidades de medida de LAS FUERZAS

Un newton (N) es una unidad que mide la fuerza que ejerce un kilogramo de masa sometido a una aceleración de 1 metro por segundo cuadrado: 1 N = 1 kg · m/s2.

Actividades

las cargas y el equilibrio

Para que un cuerpo se encuentre en equilibrio, es necesario que la suma de todas las fuerzas que actúan sobre él sea igual a cero. En caso contrario, el cuerpo estará sometido a una aceleración. Todos los cuerpos tienden a buscar el equilibrio, es decir, tienden a mantenerse estáticos. Una estructura en equilibrio está afectada por múltiples fuerzas.

EQUILIBRIO

CARGAS

Las cargas son las fuerzas que aparecen debido al peso que soportan una estructura. Por ejemplo, un puente que soporta el peso de los vehículos y personas que se encuentran sobre él, o una mesa que sostiene sobre ella un ordenador son ejemplos de estructuras que soportan cargas, manteniendo el equilibrio.

el centro de gravedad, concepto clave para la estabilidad

Info

tipos de fuerzas y cargas

Cuando sobre un objeto actúan fuerzas externas, la forma en la que estas se distribuyen y varían sobre su superficie puede ser diferente según el caso. Así, existen dos criterios para clasificar el tipo de fuerzas y cargas:

Actividades

esfuerzos que originan las fuerzas

Cuando varias fuerzas exteriores actúan sobre un objeto, éste se deforma debido a la acción de un conjunto de fuerzas internas que reciben el nombre de «esfuerzos».

tracción

compresión

principales esfuerzos:

flexión

torsión

cizalladura

Actividades

ACTIVIDADES

1. Un bloque de piedra tiene una masa de 100 kilogramos. ¿Cuál sería su peso, es decir, la fuerza con que la Tierra lo atrae si la aceleración de la gravedad es g = 9,8 m/s2? 2. Calcula el peso de la piedra del ejercicio anterior en la Luna y en Marte, sabiendo que la aceleración de la gravedad sobre la superficie de la Luna es de 1,62 m/s2, y en Marte, de 3,71 m/s2. 3. Especifica al menos un ejemplo de fuerzas puntuales y otro de cargas distribuidas en la vida cotidiana. 4. El agua que contiene una piscina aplica una carga uniformemente distribuida sobre el suelo, dado que en el fondo de la piscina hay la misma altura de agua sobre cada unidad de superficie. ¿Ocurre lo mismo en las paredes de la piscina? ¿Cuál es el tipo de distribución de cargas que presionan contra la pared? 5. En la imagen puedes ver la presa de una central hidroeléctrica. ¿Podrías describir el tipo de fuerzas que actúan y dónde están aplicadas? ¿Es mayor la magnitud de la fuerza ejercida sobre la presa en el fondo del embalse que en la superficie? ¿Qué relación hay entre la presión del agua y las fuerzas originadas en la pared de la presa? 6. ¿A qué esfuerzos se encuentran sometidos los elementos de las estructuras de la imagen?

lOS COMPONENTES ESTRUCTURALES

ELEMENTOS ESTRUCTURALES

Una estructura está formada por diferentes elementos, cada uno de los cuales tiene su propia misión en ella, por lo que no todos tienen por qué estar sometidos a los mismos esfuerzos. ¿Cuáles son esos elementos? ¿A qué esfuerzos están sometidos?

Fuente: Pixabay (2024)

fallos ESTRUCTURALES

El fallo o mal funcionamiento de un sistema es algo inherente a la actividad humana. Frente a la imperfección, lo mejor es:

• Mantenimiento preventivo.
• Cuidado y precisión en el diseño.

principales situaciones de fallo:

Fuente: Freepik (2024)

TIPOS DE ESTRUCTURAS

estructuras entramadas

estructuras masivas

estructuras laminadas

estructuras colgantes y atirantadas

estructuras abovedadas

estructuras trianguladas

Fuente: Freepik (2024)

PERFILES

DEFINICIÓN Y TIPOS DE PERFILES

Los perfiles son las formas comerciales en las que se suministra el acero, el aluminio y otros materiales. El nombre del los perfiles viene dado por la forma de su sección (I, L, T y U). Una estructura debe ser capaz de resistir los diferentes tipos de esfuerzos a los que va a ser sometida. Los perfiles se han diseñado para ello. Sus especiales formas permiten conseguir más resistencia empleando menor cantidad de material. Alejando la masa del centro de gravedad del perfil, conseguimos hacerlo más resistente empleando la misma cantidad de material.

Fuente: Freepik (2024)

perfiles más habituales

cerchas

Las cerchas son un sistema estructural formado por elementos simples como los perfiles. Suelen diseñarse para la sustentación de tejados y puentes. El desarrollo de cerchas se realizará a base de formar triángulos uniendo, mediante cartelas, los perfiles y las barras, lo que da lugar a una estructura resistente a la deformación. Como las uniones, o nodos, dan a los perfiles la posibilidad de girar, cada uno de ellos trabajará solo a compresión o tracción.

Fuente: Freepik (2024)

ALGUNAS CERCHAS

Ventaja principal: estructura muy ligera en comparación con el peso que es capaz de soportar. Principales aplicaciones: puentes y naves industriales.

LOS MECANISMOS

"Dame un punto de apoyo y moveré el mundo"

Arquímedes

QUÉ ES UN MECANISMO Y PARA QUÉ SIRVE

Los mecanismos son elementos destinados a transmitir y/o transformar fuerzas y/o movimientos desde un elemento motriz (motor) a un elemento conducido (receptor), con la misión de permitir al ser humano realizar determinados trabajos con mayor comodidad y menor esfuerzo.

tipos de movimiento (según la disposición de las piezas de un mecanismo):

bancada

mov. rotativo

mov.alternativo

mov. lineal

mov.interminente

mov. oscilante

Actividades

esquema locomotora

MECANISMO simple

Toda máquina se compone de mecanismos, y todo mecanismo, por complejo que sea, se basa a su vez en elementos sencillos, llamados mecanismos o máquinas simples.

el conjunto rueda-eje

el plano inclinado

la cuña

el conjunto tornillo-tuerca

el tornillo

Actividades

la palanca

MECANISMO simple

Una palanca es una barra rígida cuya función es transmitir fuerza y movimiento.

La palanca descansa sobre un punto de apoyo denominado "fulcro", y las fuerzas aplicadas provocan giros en el extremo opuesto. El brazo que soporta la fuerza o potencia se denomina "brazo de la potencia", mientras que la parte de la palanca que sostiene la carga o resistencia, se denomina "brazo de la resistencia". La unidad de medida de las distancias es el metro (m) y la de las fuerzas el newton (N).

Las palancas se clasifican en tres órdenes o géneros, en función de la posición relativa entre la fuerza, la carga y el fulcro:

palanca de primer género

palanca de segundo género

palanca de tercer género

Actividades

EJEMPLO RESUELTO

mecanismo rotatorio

MECANISMO simple

Transmiten un movimiento rotatorio al eje al que se encuentran acoplados. Entre ellos destacan las poleas y los engranajes.

Rueda dotada de eje, llamada rueda motriz/conductora, unida por medio de una correa a otra rueda denominada rueda dirigida/conducida. Su finalidad es transmitir el movimiento rotativo de la rueda motriz a la dirigida. Para que la dirección de giro se modifique, la correa debe cruzarse. Dependiendo del diámetro relativo de ambas ruedas, los sistemas serán:

las poleas

reductor

multiplicador

Ruedas dentadas que se emplean para transmitir y trasladar movimiento rotatorio a lo largo de una o varias etapas de engranajes. Las ruedas de los engranajes deben engranar unas con otras, lo que se consigue solo si coincide en ellas el cociente entre su diámetro y el número de dientes. A este número se lo denomina módulo.

los engranajes

Actividades

RELACIÓN DE TRANSMISIÓN

MECANISMO simple

mecanismo transformador del movimiento

Convierten un movimiento rotatorio en otro de vaivén o alternativo.

Consiste en una rueda de forma ovalada unida a un eje que no pasa por su centro geométrico. La leva está en contacto permanente con otro elemento, el palpador o seguidor, de modo que al girar esta empuja el palpador y provoca en él un movimiento alternativo.

levas

Se utiliza para convertir un movi-miento rotatorio en alternativo, y viceversa. La figura inferior muestra una secuencia de su funcionamiento.

biela-manivela

OTROS

Actividades

ACTIVIDADES

7. Identifica los tipos de movimientos que producen los siguientes mecanismos: 8. A continuación tienes una serie de dispositivos cuyo funcionamiento se basa en el principio de la palanca. En cada objeto señala la Resistencia (R), Punto de apoyo (O) y la Potencia (P). Señala también el tipo de palanca del que se trata (primer, segundo o tercer género). 9. En las gráficas cada cuadrado azul tiene una masa de 2kg, y cada segmento de la palanca mide 1 m. Para cada una de las palancas mostradas indica si está en equilibrio o hacia donde se inclinará. 10. Calcula la fuerza que tendremos que realizar para mover un objeto de 100Kg con una palanca de primer grado sabiendo que los brazos de resistencia y de fuerza son de 50cm y 150cm respectivamente. 11. Con la carretilla de la figura queremos transportar dos sacos de cemento de 50kg cada uno: a. Indica el tipo de palanca b. Calcula la fuerza que debemos realizar para levantar dicho peso

ACTIVIDADES

12. Dados los siguientes mecanismos de transmisión circular indica el sentido de giro de cada una de las poleas. Indica si se tratan de sistemas reductores, multiplicadores o en los que la velocidad de giro no se modifica. (La polea motriz se marca con una M) 13. En la figura se muestra la parte trasera de una lavadora. El motor le transmite el movimiento al tambor a través de un sistema de poleas y correa. La polea de motor tiene un diámetro de 8 cm y la polea del tambor de 32 cm. Cuando lava, el motor gira a 500 rpm y cuando centrífuga gira a 3.000 rpm. Calcular: a) La velocidad a la que gira el tambor cuando lava. b) La velocidad a que gira el tambor cuando centrifuga. c) Cuántas vueltas da el tambor en 5 segundos cuando centrifuga. 14. Fíjate en el exprimidor de fruta del dibujo y contesta: a. El eje del motor gira a 1800 rpm. y lleva una rueda dentada (A) de 10 dientes. Si la rueda B tiene 50 dientes, ¿a qué velocidad girará? b. La rueda C gira solidaria con B y consta de 15 dientes, si la rueda D tiene 45 dientes. ¿A qué velocidad girará?

¡GRACIAS!

Relación de transmisión:

La relación de transmisión es un parámetro característico de un sistema de transmisión, que se define como la relación entre la velocidad de salida (n2) y la velocidad de entrada (n1) en la transmisión. En estos dos casos la relación de transmisión es un parámetro adimensional. i = n2/n1=D1/D2 =Z1/Z2 Las velocidades se miden en rpm (revoluciones por minuto).

Palanca de primer género:

El brazo de la potencia es más largo que el brazo de la resistencia, por lo que se necesitará menos fuerza para elevar la carga. El fulcro está entre la fuerza y la carga. Es un mecanismo multiplicador. Ejemplos: alicates, tijeras, balancín, pala (cuando se saca la arena o se levanta un material). etc.

Fuente: Freepik (2023)

Arcos y bóvedas

Los arcos y las bóvedas han sido empleados como solución arquitectónica durante miles de años, aunque su uso se ha restringido a edificios singulares, ya que su construcción es compleja y costosa. Las principales estructuras abovedadas son:

• Arcos.
• Bóvedas y cúpulas.

Presa de Rules, Granada Fuente: ABC (2023)

Fuente: Freepick (2023)

Clasificación de las cargas:

Las cargas se pueden clasificar en: ➜ Cargas estáticas o muertas, que no varían con el tiempo, como los muebles que se soportan en la planta de un edificio. ➜ Cargas dinámicas o vivas, que pueden variar en el tiempo, como el peso de la nieve sobre un tejado o el tránsito del tráfico de vehícu-los sobre un puente. ➜ Cargas accidentales, como las provocadas por terremotos, huracanes y todo tipo de fenómenos meteorológicos de alta intensidad.

Sistema reductor:

Reductor, cuando el diámetro de la rueda motriz sea menor que el de la rueda dirigida, provocando que esta última gire a menor velocidad.

Unidades de medida de la fuerza

Units of measurement

Remember the following units because they are important for the calculations that we will do later on: ➜ Mass is measured in kilograms (kg) in the International System (SI) and is considered one of the seven basic quantities we measure. ➜ Forces, such as weight are derived from mass, so the units we use to measure forces are based on mass. The International System uses the newton (N) as the unit for quantifying a force.

Recuerda las siguientes unidades porque son importantes para posteriores cálculos de estructuras: ➜ La masa se mide en kilogramos (kg) en el sistema internacional (SI) y es una de las consideradas como las siete magnitudes básicas. ➜ Las fuerzas, entre ellas el peso, son magnitudes derivadas de la masa y, por tanto, sus unidades se basan en ella. En concreto en el sistema internacional se emplea el newton (N) como unidad de fuerza.

Oxidación y corrosión. Todos los materiales, en especial los metales, sufren procesos de oxidación, que en muchos casos derivan en corrosión, dando lugar a la pérdida de la masa afectada en el material atacado. El uso de pinturas específicas u otras técnicas anticorrosivas son prácticas habituales para evitarla.

Estas estructuras tienen la función de servir de elemento de recubrimiento y protección. Suelen ser ligeras y, normalmente, frágiles si se comparan con otro tipo de estructuras más pesadas. Cuando se fabrican estructuras laminadas con mayor dureza y más resistentes, suelen denominarse exoesqueletos. Las construcciones más habituales para este tipo de estructuras se encuentran en los paneles exteriores de los electrodomésticos o las piezas de chapa que recubren un automóvil.

➜ La estructura ha de ser estable, es decir, ha de mantenerse en equilibrio estático. ➜ El diseño de la estructura debe hacer que sus partes se mantengan sin deformarse. ➜ Los materiales y su disposición han de conseguir que la estructura sea resistente, tanto para aguantar fuerzas externas como para soportar las fuerzas que aparecen debido a su propio peso.

➜ A structure must be stable, it has to maintain static balance. ➜ It must be able to support itself without becoming deformed. ➜ It materials used to construct it must be resistant to both external loads and loads produced by its own weight.

Fuente: Freepik (2023)

El centro de gravedad, concepto clave para la estabilidad

Se dice que un objeto o una estructura es estable cuando la distribución de su masa se equilibra ante las fuerzas de la gravedad. Esta definición nos lleva a un concepto específico: el centro de gravedad, que se define como un punto representativo de un cuerpo en el que se puede considerar concentrada toda su masa. El centro de gravedad es un punto geométrico, y su posición, cuando el cuerpo está hecho de un solo material, dependerá exclusivamente de su geometría. Por ejemplo, el centro de gravedad de un cuerpo simétrico será el centro geométrico, es decir, el punto por el que cruzan todas las diagonales que unen vértices opuestos. En el caso de un triángulo, el centro de gravedad se situará en un punto de la recta central que determina su altura; en un círculo, el centro de gravedad coincide con el centro geométrico. Por otro lado, en las figuras carentes de simetría (ver figura inferior de-recha) y dada su forma, el centro de gravedad puede situarse fuera del cuerpo. Esto es indicativo de la falta de estabilidad. Dependiendo de su forma y posición, la figura podrá caer buscando una posición más estable.

Fatiga del material. Las estructuras están permanentemente sometidas a fuerzas y cargas. En muchos casos, las cargas no son estáticas, sino que están en constante movimiento, como en el caso de puentes destinados al tráfico de vehículos. Los elementos de la estructura reciben vibraciones por el movimiento de las cargas mediante pequeños y repetitivos impactos en todas las direcciones. Esto hace que el material de la estructura esté sometido a mayores esfuerzos y se degenere con mayor rapidez.

Fuente: Anaya (2023)

El tornillo (Screws):

El tornillo es el elemento más simple para convertir un movimiento de giro en un movimiento lineal de avance y retroceso. Este mecanismo tiene más de dos mil años de antigüedad y consiste en un cilindro al que se le ha realizado un roscado. Se puede decir que es un plano inclinado enrollado alrededor de un cilindro, como puedes observar en la figura.

El conjunto tronillo-tuerca (Screw and nut assemblies):

Entre las aplicaciones del tornillo, la más común es la de formar un conjunto con una tuerca, que posee la misma rosca interior. Según gira el tornillo en sentido horario en una tuerca o en un roscado interior, se produce un movimiento de avance. Si gira en sentido antihorario, se producirá un retroceso. Este conjunto es muy usado en dispositivos para la sujeción de piezas, como los tornillos de banco, o en máquinas, como tornos y fresadoras, en los que el tornillo se denomina «husillo» y controla el avance de la herramienta de corte con gran precisión.

Empleadas desde la Antigüedad, se basan en la solidez, la resistencia y permanencia en el tiempo de las estructuras naturales. Se componen de grandes bloques de piedra de gran espesor y de la acumulación de materiales cuya función principal es la sustentación. Los ejemplos más claros los encontramos en las pirámides egipcias, los antiguos templos, los embalses y los puentes de piedra, algunos de los cuales aún se mantienen en pie.

Dinamómetro (Spring scale)

Un dinamómetro es un artefacto destinado a la medición de la fuerza y el peso de los objetos a partir de la elasticidad de un resorte o muelle elástico.Entre sus funciones está:

• Medición del peso de los cuerpos;
• Aplicación en máquinas de ensayo (medir penetraciones de dureza, fuerza de tracción, etc.);
• Medir fuerzas aplicadas.

El dinamómetro tradicional fue inventado por Isaac Newton.

Este tipo de estructuras se basa en el empleo de tirantes y cables de acero para sostener elementos estructurales macizos. Se utilizan en la construcción de puentes, que suelen tener una o dos grandes torres sobre las que apoyan los tirantes y los cables de acero que los sujetan.

Son aquellas estructuras que emplean elementos resistentes, como pilares y columnas verticales, los cuales se entrecruzan con vigas horizontales formando un emparrillado. Se emplean actualmente para forjar el esqueleto de los edificios y para construir andamios. Una escalera de mano es un ejemplo de una estructura entramada simple.

Palanca de tercer género:

Es muy parecida a la palanca de segundo género, pero la fuerza y la carga intercambian posiciones, por lo que resulta un mecanismo reductor de fuerza. Ejemplos: pinzas, caña de pescar, grapadora, etc.

One of the most common elements in rotary mechanisms is the pulley. A pulley system has a wheel with an axle, called the drive pulley, joined by means of a belt, to another wheel called the steered pulley. Its purpose is to transfer the rotary motion of the drive pulley to the steered pulley. Depending on the relative diameter of the pulleys, the system will be: ➜ Multiplier: this is when the diameter of the drive pulley is larger than the steered pulley, causing the latter to rotate at a higher speed. ➜ Reducer: this is when the diameter of the drive pulley is smaller than the steered pulley, causing the latter to rotate at a lower speed.

El triángulo es el único polígono indeformable. Un objeto compuesto de tres barras rígidas formando un triángulo no sufre variación en la forma cuando se le aplican fuerzas. De este modo, la triangulación, o formación de triángulos con elementos resistentes, es el método más eficaz para hacer que las estructuras sean más rígidas y menos deformables. Este tipo de soluciones se pueden encontrar tanto en edificios y es-tructuras permanentes como en estructuras desmontables, por ejemplo, las grúas.

Diseño estructural erróneo. Factores como la óptima selección de materiales, su cálculo, situación, disposición e, incluso, el proceso de ensamble, así como muchos otros parámetros son esenciales antes de la construcción de una estructura. Si en el proceso de planificación y diseño de la obra se comete algún error o no se tiene en cuenta alguna eventualidad importante, al cabo de un tiempo aparecen fallos. Los materiales alcanzarán condiciones indeseables de ruptura, y la estructura terminará por derrumbarse.

Sistema multiplicador:

Cuando el diámetro de la rueda motriz sea mayor que el de la rueda dirigida, haciendo que esta última gire a mayor velocidad.

Plano inclinado (Inclined planes)

Observa el dibujo inferior izquierda. Sin utilizar el plano inclinado, habría que sostener todo el peso (representado por la flecha azul). En cambio, mediante el plano inclinado, el esfuerzo empleado solo es una parte del peso de la carga. Cuanto menor sea el ángulo del plano, menor será la fuerza necesaria para mover el objeto. Esta ventaja tiene un inconveniente: la distancia que hay que recorrer es mayor.

El conjunto rueda-eje (Wheels and axles):

La rueda tiene una característica única en relación con el resto de las máquinas simples: dispone de un centro geométrico del que todos los puntos de su periferia están equidistantes. Recuerda que dicha distancia se denomina radio de la rueda. En el centro se sitúa el eje, una pieza cilíndrica unida a la rueda con la que forma un conjunto solidario; es decir, si la rueda se mueve, el eje se moverá igualmente.

Palanca de segundo género:

En uno de los extremos de la palanca se sitúa el fulcro, y en el otro extremo, la fuerza aplicada o potencia. La carga o resistencia está colocada entre ambos. Es un mecanismo multiplicador. Ejemplos: cascanueces, abridor de botellas, carretilla, etc.

¿Qué peso resistente podrá elevar una fuerza de 200 N, con una palanca de primer género, si los brazos de la potencia y la resistencia, miden 3 y 1 metros, respectivamente? Datos: P = 200 N R = ??Solución: BR = 1 m BP = 3 m Operación: P · Bp = R · BR R = (P · BP )/BR R = (200 N · 3 m) / 1 m = 600 N Solución: Se podrá elevar un peso resistente de 600 N

Fuente: Anaya(2023)

La cuña (Wedges):

Una cuña es un objeto muy simple con forma de prisma triangular resultado de la unión de dos planos inclinados. Cualquier fuerza que se aplique perpendicularmente a una de sus caras, se transmitirá hacia las otras dos, y las fuerzas transmitidas a esas dos caras también serán perpendiculares a ellas. Cuando se golpea con un hacha una madera, se aplica este principio: se transmite una fuerza vertical para separar horizontalmente el leño.

TERMITEROS: existe un proyecto en la ciudad de Harare, en Zimbabue, en el que se ha conseguido recrear un sistema de aire acondicionado de forma similar a como las termitas refrigeran de forma natural sus torres-termitero. Este tipo de sistemas han conseguido un ahorro energético de hasta un 90% en la refrigeración de este edificio. El secreto reside en el uso de la convección natural de corrientes de aire dirigidas que continua- mente enfrían el ambiente en su interior. SUPERFICIES RELACIONADAS CON EL AGUA: algunos insectos, como los escarabajos, son capaces de drenar agua del aire ambiente en días de niebla o cómo las estructuras de algunas plantas, como el loto, acumulan humedad en su superficie, se han llegado a aplicar estas técnicas a ciertos edificios. Los científicos han pensado en la forma de emplear ciertos materiales –por ejemplo, fibras o plásticos repelentes del agua–, como elementos de recubrimiento de las paredes exteriores de los edificios. De esta forma, estos materiales, con determinadas formas microscópicas, son capaces de servir de solución al abastecimiento de agua de forma natural en épocas de sequía directamente desde las superficies exteriores de los edificios.

Forces are pushes or pulls characterised by their value or intensity, or by their orientation. Forces can: ➜ Move an object at rest. ➜ Stop an object in motion. ➜ Deform an object. ➜ Change the direction a body is moving in. Forces are represented by arrows with a certain orientation and direction. The length of the arrow gives us an idea of its magnitude.

According to their magnitude and length of time, they can be: ➜ Fixed: their magnitude and direction are always the same, for example, the weight of a building on the ground. ➜ Variable: their magnitude and direction change continuously. An example of this is the load supported by a bridge when vehicles drive over it. According to how they are applied: ➜ Concentrated: for example, a hammer hitting the head of a nail or how a finger pushes a pin. ➜ Distributed: for example, snow that has accumulated on a roof, where the load is distributed and its total weight is spread out over the surface.

Fuente: Anaya(2023)

Fuente: Anaya(2023)

Fuente: Anaya(2023)

Fuente: Anaya(2023)