Tema 6.
ESTRUCTURAS Y MECANISMOS
CONCEPTO DE ESTRUCTURA
CUALIDADES DE UNA ESTRUCTURA
CENTRO DE GRAVEDAD
TIPOS BÁSICOS DE ESTRUCTURAS
ÍNDICE
ESTRUCTURAS
INTRODUCCIÓN
si observamos a nuestro alrededor, vemos que estamos rodeados de estructuras. Las estructuras son fundamentales tanto para las construcciones como para la sustentación de las máquinas. Todos los objetos y las construcciones que nos rodean están diseñadas para mantener la estabilidad y el equilibrio frente a las acciones externas, así como para soportar su propio peso y el de los elementos que contienen.
CONCEPTO DE ESTRUCTURA
1.1 DEFINICIÓN
Concepto de estructura
La estructura es el soporte material de un cuerpo, un objeto o un artilugio artificial, que forma parte del mismo, y evita su deformación como consecuencia de los efectos de las cargas y fuerzas que recibe.
Concepto de estructura
Al observar los objetos que nos rodean podemos apreciar todo tipo de estructuras, unas naturales y otras creadas artificialmente por el ser humano.
Su función principal es soportar todas las cargas o fuerzas que actúan sobre el cuerpo del que forman parte.
Por lo tanto, en el diseño de una estructura deben considerarse, además de su propio peso, los esfuerzos debidos a las cargas y a otras fuerzas externas que puedan actuar sobre la misma.
pregunta
¿Cómo se llama la estructura que soporta nuestro cuerpo?
'Denominamos esqueleto a la estructura que soporta nuestro cuerpo, y también al entramado de columnas y vigas de un edificio que constituye su soporte.'
1.2 TIPOS
NATURALES
Los seres vivos y los objetos necesitan estar dotados de una estructura para poder soportar su propio peso y los esfuerzos a los que están sometidos
ARTIFICIALES
1.3 CUALIDADES DE UNA ESTRUCTURA
Una buena estructura se caracteriza por su rigidez, estabilidad y resistencia. Estas características están relacionadas con: el tipo de materiales utilizados en la construcción de la misma, la clase de unión entre ellos, su diseño y con la superficie o base sobre la que se apoya.
RIGIDEZ
ESTABILIDAD
RESISTENCIA
Depende del diseño de la estructura, de las propiedades mecánica de los materiales que la componen y de las uniones entre ellos.
Es la capacidad de una estructura de mantener su forma original cuando soporta una carga. Las estructuras deben ser rígidas, pero también es bueno que puedan deformarse algo en lugar de romperse, como le ocurre a un árbol cuando sopla el viento..
Depende de la base de sustentación y de la posición de su centro de gravedad. Cuanto mayor sea la base y más próximo a esta se encuentre el centro de gravedad, mayor estabilidad tendrá la estructura.
TIPOS DE ESTRUCTURAS
2.1. SEGÚN SU FUNCIÓN
cualquier estructura que consideremos está diseñada para cumplir cualquiera de las siguientes funciones básicas:
Soportar y Sostener
Contener
Proteger
SOPORTAR y SOSTENER
Una estructura debe soportar supropio peso y el de los objetos que se encuentren en ella. Una estructura debe sostener objetos de manera estable y sin deformaciones excesivas.
CONTENER
...elementos, objetos , personas, etc.
PROTEGER
el contenido y la propia estructura de los agentes externos.
2.2. SEGÚN SU DISEÑO
La mayoria de las estructuras se pueden clasificar en 4 tipos básicos.
Masivas.Laminares.De barras.Colgadas.
MASIVAS
Son estructuras pesadas, macizas y estables formadas por superficies muy anchas y resistentes. Algunos ejemplos son las pirámides mayas, los pilares y arcos de los puentes y los muros de contención de las presas.
LAMINARES
Constituidas por láminas o paneles unidos entre sí formando una carcasa que permite contener y proteger objetos y personas en suinterior. Las carrocerías de los coches y algunos edificios tienen este tipo de estructura.
COLGADAS
Utilizan cables y tensores que sefijan a muros o torres y permitensostener elementos de maneraestable. Los puentes colgantes constituyen un ejemplo de este tipo de estructura
DE BARRAS
Estructura formada por barras o tubos ensamblados mediante los cuales es posible contener objetos y soportar pesos. Son las más frecuentes en nuestro entorno. Están compuestas por diversos elementos que han de ser capaces de soportar los esfuerzos a que serán sometidas. También poseen unas características técnicas que las diferencia del resto de las estructuras. Una silla, las torres del tendido eléctrico,las vigas y columnas de un edificio o el mismo esqueleto humano son ejemplos válidos.
RESUMEN
COLGADAS.
MASIVAS
Utilizan cables y tensores que sefijan a muros o torres y permitensostener elementos de maneraestable.Las más conocidas son las de lospuentes colgantes y la de algunosandamios suspendidos en las fachadasde los edificios.
Las estructuras masivas estánformadas por muros macizoscapaces de soportar pesos yesfuerzos muy grandes.Con superficies anchas y resistentes
LAMINARES
DE BARRAS
Constituidas por láminas o panelesunidos entre sí formando unacarcasa que permite contener yproteger objetos y personas en suinterior.Ejemplo carrocerias coches.
Estructura formada por barras otubos ensamblados mediante loscuales es posible contener objetos ysoportar pesos
ELEMENTOS DE UNA ESTRUCTURA
Las estructuras están formadas por elementos unidos entre si con el objetivo de aumentar su resistencia.
VIGAS Y VIGUETAS
Las características de una estructura dependen, fundamentalmente, de la función que esta vaya a desempeñar. Las estructuras están formadas por elementos estructurales que les aportan solidez y resistencia, a saber:
PILARES O SOPORTES
ESCUADRAS
ARCOS
TENSORES O TIRANTES
PILARES, COLUMNAS O SOPORTES
Elementos verticales que soportan el peso de otraspartes de la estructura. soportan fundamentalmente esfuerzos de compresión. Los pilares son de sección cuadrada o rectangular, y las columnas son de sección circular. A veces se utilizan como elementos decorativos.
VIGAS Y VIGUETAS
Elementos horizontales que soportan las cargas de laestructura y las transmiten hacia los soportes o pilares. Soportan fundamentalmente esfuerzos de flexión.
ARCOS
Elementos arquitectónicos que aumentan la resistencia de estructuras horizontales. Se utilizan desde la Antigüedad como componentes arquitectónicos en puentes y edificios para contrarrestar los esfuerzos de flexión en vigas y plataformas.
ESCUADRAS
Son elementos que refuerzan soportes y vigas yaseguran su estabilidad. Los materiales más usadospara construirlos son el acero y la madera. Estos elementos de refuerzo deben ir pegados tanto a la base como a la estructura.
TENSORES O TIRANTES
Elementos estructurales sometidos a esfuerzos de tracción Puede realizar esta función cualquier hilo inextensible (cuerda, cable, etc.).
COMPRUEBA POR TI MISMO
Comprueba la resistencia de una cartulina al colocarla de los modos indicados en las ilustraciones. Justifica los resultados.
EQUILIBRIO DE UNA ESTRUCTURA
CENTRO DE GRAVEDAD
DEFINICIÓN
El centro de gravedad de un objeto es el punto imaginario en el que se puede considerar concentrada toda la masa de un cuerpo y donde se aplica la fuerza con la que lo atrae la Tierra. También se conoce como centro de balance o centro de equilibrio.
En los cuerpos poliédricos suele coincidir con su centro geométrico. Para localizarlo, basta con encontrar el punto de corte de sus diagonales:
ESTABILIDAD
Es la propiedad por la cual un cuerpo que está en equilibrio no cambia su situación a causa de una variación débil de las condiciones que lo rodean. La estabilidad de un cuerpo depende de su centro de gravedad.
Para comprobar si una estructura es estable basta con trazar una recta vertical que pase por su centro de gravedad. Si cae dentro de la base, la estructura está en equilibrio.
LA TRIANGULACIÓN
TRIANGULACIÓN
Hay estructuras que están hechas por triángulos unidos entre sí.Este tipo de estructuras son muy ligeras y resistentes gracias a las características técnicas del triángulo, que es una figurageométrica que no tiende a deformarse cuando actúa sobre él una fuerza.
TRIANGULACIÓN
TRIANGULACIÓN
EJEMPLOS
Tema 7.
MECANISMOS
Desde tiempos remotos, el ser humano ha diseñado y empleado artilugios para satisfacer sus necesidades y facilitar sus tareas. Algunos de los principios tecnológicos que caracterizaban a estos primeros artilugios siguen aplicándose en la actualidad, en elementos o piezas mecánicas independientes o formando parte de otros aparatos o mecanismos.
OPERADORES MECÁNICOS
DEFINICIÓN
Los operadores mecánicos son elementos que transmiten o transforman el movimiento y la fuerza.
Las piezas mecánicas básicas, capaces de realizar una función determinada, reciben el nombre de operadores mecánicos. Ejemplos: palancas, poleas, engranajes,...
MECANISMOS
DEFINICIÓN
Un mecanismo es un dispositivo que transmite o transforma un movimiento de entrada en un movimiento de salida.
MECANISMOS
El piñón de una bicicleta es un operador mecánico que tiene la función de transmitir a la rueda la fuerza ejercida por el o la ciclista. Esto no sería posible sin la cadena y el plato. Piñón, cadena y plato, constituye el mecanismo denominado cadena-ruedas dentadas.
MECANISMOS
Pero una bicicleta no se compone exclusivamente de estos mecanismos, sino que también contiene otros, como los frenos, los cambios de marchas… Todos ellos, perfectamente encajados sobre el cuadro, conforman una máquina denominada bicicleta.
MÁQUINAS
DEFINICIÓN
Una máquina es el resultado de la combinación adecuada de mecanismos relacionados entre sí para realizar una función determinada.
MÁQUINAS
TIPOS
Las máquinas pueden ser simples o compuestas en función del número y la complejidad de los mecanismos que las constituyen.
TIPOS DE OPERADORES
OPERADORES QUE ACUMULAN ENERGÍA
OPERADORES QUE REDUCEN EL ESFUERZO
TIPOS DE OPERADORES
OPERADORES QUE ACUMULAN ENERGÍA
Se fabrican con materiales elásticos. Las fuerzas que actúan sobre los mismos provocan su deformación, de modo que acumulan el trabajo realizado por las fuerzas en forma de energía. Si la fuerza desaparece, el operador libera su tensión para recuperar la forma inicial y devuelve la energía almacenada realizando un trabajo.
TIPOS DE OPERADORES
OPERADORES QUE ACUMULAN ENERGÍA
EJEMPLOS: la goma y el muelle
TIPOS DE OPERADORES
OPERADORES QUE REDUCEN EL ESFUERZO
Son aquellos que reducen el esfuerzo y que, por lo tanto, permiten disminuir la fuerza que es necesaria aplicar
TIPOS DE OPERADORES
OPERADORES QUE REDUCEN EL ESFUERZO
2.1 Plano inclinadoPermite realizar un menor esfuerzo al desplazar un objeto, pero aumenta el recorrido. Cuanto más largo y menor pendiente tenga, más fácil será desplazar el objeto.
TIPOS DE OPERADORES
Aunque no lo parezcan el tornillo y la cuña son ejemplos de plano inclinado Tornillo Es un plano inclinado enroscado alrededor de un cilindro. Al aumentar el recorrido o desplazamiento, disminuye la fuerza que se debe ejercer.
OPERADORES QUE REDUCEN EL ESFUERZO
TIPOS DE OPERADORES
2.2 La rueda La rueda aparece por primera vez en unas tablillas de arcilla descubiertas en Mesopotamia. Estas tablillas representan una carro con ruedas y tienen más de 5 mil años de antigüedad. Según los arqueólogos la rueda se inventó en Mesopotamia hace más 6000 años pero no se sabe quién fue el inventor
OPERADORES QUE REDUCEN EL ESFUERZO
TIPOS DE MECANISMOS
Los mecanismos se clasifican en función de la actividad que desempeñan: mecanismos de transmisión, mecanismos de transformación y mecanismos de regulación.
MECANISMOS DE TRANSMISIÓN
MECANISMOS DE TRANSFORMACIÓN
MECANISMOS DE REGULACIÓN
MECANISMOS DE TRANSMISIÓN
LA PALANCALa palanca es una barra rígida que, al girar sobre un punto de apoyo (p. a.), transmite una fuerza (F) denominada esfuerzo a otra fuerza (R) denominada resistencia o carga.
OBSERVA
“Dadme una barra y un punto de apoyo, y moveré el mundo” (Arquímedes, s. III a.C.).
LA PALANCA
Una palanca es una máquina simple que consiste en una barra o varilla rígida que puede girar sobre un punto fijo denominado punto de apoyo o FULCRO. La palanca se ideó para vencer una fuerza de resistencia R aplicando una fuerza motriz F más reducida.
CLASIFICACION DE LAS PALANCAS
Las palancas se clasifican en tres género o grados dependiendo de dónde esté el
punto de apoyo
PALANCAS DE 1º GRADO
El punto de apoyo se encuentra entre la fuerza aplicada(F) y la resistencia (R).
PALANCAS DE 2º GRADO
La resistencia (R) se encuentra entre la fuerza aplicada (F) y el punto de apoyo .
PALANCAS DE 3º GRADO
La fuerza a aplicar (F) se encuentra entre la resistencia avencer (R) y el punto de apoyo.
https://www.liveworksheets.com/worksheets?keys=palancas&from-age=12&to-age=13&sort_by=popular&sort_order=DESC
practicar
SOLUCIÓN
'LEY DE LA PALANCA'
LEY DE LA PALANCA
La palanca se encuentra en equilibrio cuando el producto de la fuerza (F), por su distancia al punto de apoyo (Bf) es igual al producto de la resistencia (R) por su distancia al punto de apoyo (Br). Esta es la denominada ley de la palanca, que matemáticamente se expresa como:
A TRABAJAR!!
EJERCICIOS
https://www.liveworksheets.com/w/es/tpr/796488 https://wordwall.net/es/resource/2403937/tipos-de-palancas https://www.liveworksheets.com/w/es/tecnologia/915634 https://informaticacolsanap.wordpress.com/wp-content/uploads/2016/10/ejercicios-resueltos-de-palancas.pdf http://www.edu.xunta.gal/centros/iesortigueira/system/files/2ESO%20TECNOLOG%C3%8DA.%20SEMANA%2010.pdf https://www3.gobiernodecanarias.org/medusa/ecoblog/jmsanher/files/2013/04/BATERIA-DE-PROBLEMAS-DE-PALANCAS.pdf https://es.educaplay.com/recursos-educativos/1590129-ejercicios_palancas_y_poleas.html
POLEAS
Las poleas son dispositivos simples pero muy úitiles que nos ayudan a levantar objetos pesados o a cambiar la dirección de la fuerza aplicada.
TIPOS DE POLEAS
POLEAS FIJAS: Es aquella que está sujeta a un lugar fijo, como un techo o una viga. POLEAS MÓVILES: Es aquella que puede moverse a lo largo de una cuerda. En un sistema de poleas, una de ellas suele ser fija y la otra móvil
CÓMO FUNCIONAN
Las poleas funcionan cambiando la dirección de la fuerza que aplicamos para levantar un objeto. En lugar de levantar directamente el objeto hacia arriba, aplicamos una fuerza hacia abajo y la polea se encarga de dirigir esa fuerza hacia arriba, haciendo mas fácil levantar el objeto. NOS APORTA VENTAJA MECÁNICA
VENTAJA MECÁNICA
La ventaja mecánica es la relación entre las fuerzas que aplicamos y la fuerza que se necesita para levantar un objeto. En el caso de las poleas simples fijas, la ventaja mecánica es igual a 1.
VENTAJAS DE LAS POLEAS
1.Cambian la dirección de la fuerza 2.Multiplican la fuerza
VENTAJA MECÁNICA
Cuando usamos una polea fija, la fuerza que aplicamos hacia abajo ( fuerza de tracción ) es igual a la fuerza necesaria para levantar la carga hacia arriba. Esto significa que, aunque la polea nos ayuda a cambiar al dirección de la fuerza, no nos da una ventaja mecánica respecto a la fuerza que necesitamos aplicar.
VENTAJA MECÁNICA
Ejemplo: si queremos levantar una caja de 100 kg con una polea fija, tendremos que aplicar una fuerza de tracción equivaleneete a los 100kg de la caja. La polea fija no hace que necesitemos menos fuerza para levantar la carga, pero nos permite aplicar la fuerza en una dirección mas conveniente.
VENTAJA MECÁNICA
La ventaja mecánica comienza a aparecer cuando usamos poleas móviles o una combinación de poleas móviles y fijas. En ese caso la ventaja mecánica será mayor que 1 y podremos levantar una carga mas pesado con menos fuerza.
2º ESO. TEMA 6 y 7 :ESTRUCTURAS Y MECANISMOS
Eva Miranda
Created on February 14, 2024
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Tema 6.
ESTRUCTURAS Y MECANISMOS
CONCEPTO DE ESTRUCTURA
CUALIDADES DE UNA ESTRUCTURA
CENTRO DE GRAVEDAD
TIPOS BÁSICOS DE ESTRUCTURAS
ÍNDICE
ESTRUCTURAS
INTRODUCCIÓN
si observamos a nuestro alrededor, vemos que estamos rodeados de estructuras. Las estructuras son fundamentales tanto para las construcciones como para la sustentación de las máquinas. Todos los objetos y las construcciones que nos rodean están diseñadas para mantener la estabilidad y el equilibrio frente a las acciones externas, así como para soportar su propio peso y el de los elementos que contienen.
CONCEPTO DE ESTRUCTURA
1.1 DEFINICIÓN
Concepto de estructura
La estructura es el soporte material de un cuerpo, un objeto o un artilugio artificial, que forma parte del mismo, y evita su deformación como consecuencia de los efectos de las cargas y fuerzas que recibe.
Concepto de estructura
Al observar los objetos que nos rodean podemos apreciar todo tipo de estructuras, unas naturales y otras creadas artificialmente por el ser humano.
Su función principal es soportar todas las cargas o fuerzas que actúan sobre el cuerpo del que forman parte.
Por lo tanto, en el diseño de una estructura deben considerarse, además de su propio peso, los esfuerzos debidos a las cargas y a otras fuerzas externas que puedan actuar sobre la misma.
pregunta
¿Cómo se llama la estructura que soporta nuestro cuerpo?
'Denominamos esqueleto a la estructura que soporta nuestro cuerpo, y también al entramado de columnas y vigas de un edificio que constituye su soporte.'
1.2 TIPOS
NATURALES
Los seres vivos y los objetos necesitan estar dotados de una estructura para poder soportar su propio peso y los esfuerzos a los que están sometidos
ARTIFICIALES
1.3 CUALIDADES DE UNA ESTRUCTURA
Una buena estructura se caracteriza por su rigidez, estabilidad y resistencia. Estas características están relacionadas con: el tipo de materiales utilizados en la construcción de la misma, la clase de unión entre ellos, su diseño y con la superficie o base sobre la que se apoya.
RIGIDEZ
ESTABILIDAD
RESISTENCIA
Depende del diseño de la estructura, de las propiedades mecánica de los materiales que la componen y de las uniones entre ellos.
Es la capacidad de una estructura de mantener su forma original cuando soporta una carga. Las estructuras deben ser rígidas, pero también es bueno que puedan deformarse algo en lugar de romperse, como le ocurre a un árbol cuando sopla el viento..
Depende de la base de sustentación y de la posición de su centro de gravedad. Cuanto mayor sea la base y más próximo a esta se encuentre el centro de gravedad, mayor estabilidad tendrá la estructura.
TIPOS DE ESTRUCTURAS
2.1. SEGÚN SU FUNCIÓN
cualquier estructura que consideremos está diseñada para cumplir cualquiera de las siguientes funciones básicas:
Soportar y Sostener
Contener
Proteger
SOPORTAR y SOSTENER
Una estructura debe soportar supropio peso y el de los objetos que se encuentren en ella. Una estructura debe sostener objetos de manera estable y sin deformaciones excesivas.
CONTENER
...elementos, objetos , personas, etc.
PROTEGER
el contenido y la propia estructura de los agentes externos.
2.2. SEGÚN SU DISEÑO
La mayoria de las estructuras se pueden clasificar en 4 tipos básicos.
Masivas.Laminares.De barras.Colgadas.
MASIVAS
Son estructuras pesadas, macizas y estables formadas por superficies muy anchas y resistentes. Algunos ejemplos son las pirámides mayas, los pilares y arcos de los puentes y los muros de contención de las presas.
LAMINARES
Constituidas por láminas o paneles unidos entre sí formando una carcasa que permite contener y proteger objetos y personas en suinterior. Las carrocerías de los coches y algunos edificios tienen este tipo de estructura.
COLGADAS
Utilizan cables y tensores que sefijan a muros o torres y permitensostener elementos de maneraestable. Los puentes colgantes constituyen un ejemplo de este tipo de estructura
DE BARRAS
Estructura formada por barras o tubos ensamblados mediante los cuales es posible contener objetos y soportar pesos. Son las más frecuentes en nuestro entorno. Están compuestas por diversos elementos que han de ser capaces de soportar los esfuerzos a que serán sometidas. También poseen unas características técnicas que las diferencia del resto de las estructuras. Una silla, las torres del tendido eléctrico,las vigas y columnas de un edificio o el mismo esqueleto humano son ejemplos válidos.
RESUMEN
COLGADAS.
MASIVAS
Utilizan cables y tensores que sefijan a muros o torres y permitensostener elementos de maneraestable.Las más conocidas son las de lospuentes colgantes y la de algunosandamios suspendidos en las fachadasde los edificios.
Las estructuras masivas estánformadas por muros macizoscapaces de soportar pesos yesfuerzos muy grandes.Con superficies anchas y resistentes
LAMINARES
DE BARRAS
Constituidas por láminas o panelesunidos entre sí formando unacarcasa que permite contener yproteger objetos y personas en suinterior.Ejemplo carrocerias coches.
Estructura formada por barras otubos ensamblados mediante loscuales es posible contener objetos ysoportar pesos
ELEMENTOS DE UNA ESTRUCTURA
Las estructuras están formadas por elementos unidos entre si con el objetivo de aumentar su resistencia.
VIGAS Y VIGUETAS
Las características de una estructura dependen, fundamentalmente, de la función que esta vaya a desempeñar. Las estructuras están formadas por elementos estructurales que les aportan solidez y resistencia, a saber:
PILARES O SOPORTES
ESCUADRAS
ARCOS
TENSORES O TIRANTES
PILARES, COLUMNAS O SOPORTES
Elementos verticales que soportan el peso de otraspartes de la estructura. soportan fundamentalmente esfuerzos de compresión. Los pilares son de sección cuadrada o rectangular, y las columnas son de sección circular. A veces se utilizan como elementos decorativos.
VIGAS Y VIGUETAS
Elementos horizontales que soportan las cargas de laestructura y las transmiten hacia los soportes o pilares. Soportan fundamentalmente esfuerzos de flexión.
ARCOS
Elementos arquitectónicos que aumentan la resistencia de estructuras horizontales. Se utilizan desde la Antigüedad como componentes arquitectónicos en puentes y edificios para contrarrestar los esfuerzos de flexión en vigas y plataformas.
ESCUADRAS
Son elementos que refuerzan soportes y vigas yaseguran su estabilidad. Los materiales más usadospara construirlos son el acero y la madera. Estos elementos de refuerzo deben ir pegados tanto a la base como a la estructura.
TENSORES O TIRANTES
Elementos estructurales sometidos a esfuerzos de tracción Puede realizar esta función cualquier hilo inextensible (cuerda, cable, etc.).
COMPRUEBA POR TI MISMO
Comprueba la resistencia de una cartulina al colocarla de los modos indicados en las ilustraciones. Justifica los resultados.
EQUILIBRIO DE UNA ESTRUCTURA
CENTRO DE GRAVEDAD
DEFINICIÓN
El centro de gravedad de un objeto es el punto imaginario en el que se puede considerar concentrada toda la masa de un cuerpo y donde se aplica la fuerza con la que lo atrae la Tierra. También se conoce como centro de balance o centro de equilibrio.
En los cuerpos poliédricos suele coincidir con su centro geométrico. Para localizarlo, basta con encontrar el punto de corte de sus diagonales:
ESTABILIDAD
Es la propiedad por la cual un cuerpo que está en equilibrio no cambia su situación a causa de una variación débil de las condiciones que lo rodean. La estabilidad de un cuerpo depende de su centro de gravedad.
Para comprobar si una estructura es estable basta con trazar una recta vertical que pase por su centro de gravedad. Si cae dentro de la base, la estructura está en equilibrio.
LA TRIANGULACIÓN
TRIANGULACIÓN
Hay estructuras que están hechas por triángulos unidos entre sí.Este tipo de estructuras son muy ligeras y resistentes gracias a las características técnicas del triángulo, que es una figurageométrica que no tiende a deformarse cuando actúa sobre él una fuerza.
TRIANGULACIÓN
TRIANGULACIÓN
EJEMPLOS
Tema 7.
MECANISMOS
Desde tiempos remotos, el ser humano ha diseñado y empleado artilugios para satisfacer sus necesidades y facilitar sus tareas. Algunos de los principios tecnológicos que caracterizaban a estos primeros artilugios siguen aplicándose en la actualidad, en elementos o piezas mecánicas independientes o formando parte de otros aparatos o mecanismos.
OPERADORES MECÁNICOS
DEFINICIÓN
Los operadores mecánicos son elementos que transmiten o transforman el movimiento y la fuerza.
Las piezas mecánicas básicas, capaces de realizar una función determinada, reciben el nombre de operadores mecánicos. Ejemplos: palancas, poleas, engranajes,...
MECANISMOS
DEFINICIÓN
Un mecanismo es un dispositivo que transmite o transforma un movimiento de entrada en un movimiento de salida.
MECANISMOS
El piñón de una bicicleta es un operador mecánico que tiene la función de transmitir a la rueda la fuerza ejercida por el o la ciclista. Esto no sería posible sin la cadena y el plato. Piñón, cadena y plato, constituye el mecanismo denominado cadena-ruedas dentadas.
MECANISMOS
Pero una bicicleta no se compone exclusivamente de estos mecanismos, sino que también contiene otros, como los frenos, los cambios de marchas… Todos ellos, perfectamente encajados sobre el cuadro, conforman una máquina denominada bicicleta.
MÁQUINAS
DEFINICIÓN
Una máquina es el resultado de la combinación adecuada de mecanismos relacionados entre sí para realizar una función determinada.
MÁQUINAS
TIPOS
Las máquinas pueden ser simples o compuestas en función del número y la complejidad de los mecanismos que las constituyen.
TIPOS DE OPERADORES
OPERADORES QUE ACUMULAN ENERGÍA
OPERADORES QUE REDUCEN EL ESFUERZO
TIPOS DE OPERADORES
OPERADORES QUE ACUMULAN ENERGÍA
Se fabrican con materiales elásticos. Las fuerzas que actúan sobre los mismos provocan su deformación, de modo que acumulan el trabajo realizado por las fuerzas en forma de energía. Si la fuerza desaparece, el operador libera su tensión para recuperar la forma inicial y devuelve la energía almacenada realizando un trabajo.
TIPOS DE OPERADORES
OPERADORES QUE ACUMULAN ENERGÍA
EJEMPLOS: la goma y el muelle
TIPOS DE OPERADORES
OPERADORES QUE REDUCEN EL ESFUERZO
Son aquellos que reducen el esfuerzo y que, por lo tanto, permiten disminuir la fuerza que es necesaria aplicar
TIPOS DE OPERADORES
OPERADORES QUE REDUCEN EL ESFUERZO
2.1 Plano inclinadoPermite realizar un menor esfuerzo al desplazar un objeto, pero aumenta el recorrido. Cuanto más largo y menor pendiente tenga, más fácil será desplazar el objeto.
TIPOS DE OPERADORES
Aunque no lo parezcan el tornillo y la cuña son ejemplos de plano inclinado Tornillo Es un plano inclinado enroscado alrededor de un cilindro. Al aumentar el recorrido o desplazamiento, disminuye la fuerza que se debe ejercer.
OPERADORES QUE REDUCEN EL ESFUERZO
TIPOS DE OPERADORES
2.2 La rueda La rueda aparece por primera vez en unas tablillas de arcilla descubiertas en Mesopotamia. Estas tablillas representan una carro con ruedas y tienen más de 5 mil años de antigüedad. Según los arqueólogos la rueda se inventó en Mesopotamia hace más 6000 años pero no se sabe quién fue el inventor
OPERADORES QUE REDUCEN EL ESFUERZO
TIPOS DE MECANISMOS
Los mecanismos se clasifican en función de la actividad que desempeñan: mecanismos de transmisión, mecanismos de transformación y mecanismos de regulación.
MECANISMOS DE TRANSMISIÓN
MECANISMOS DE TRANSFORMACIÓN
MECANISMOS DE REGULACIÓN
MECANISMOS DE TRANSMISIÓN
LA PALANCALa palanca es una barra rígida que, al girar sobre un punto de apoyo (p. a.), transmite una fuerza (F) denominada esfuerzo a otra fuerza (R) denominada resistencia o carga.
OBSERVA
“Dadme una barra y un punto de apoyo, y moveré el mundo” (Arquímedes, s. III a.C.).
LA PALANCA
Una palanca es una máquina simple que consiste en una barra o varilla rígida que puede girar sobre un punto fijo denominado punto de apoyo o FULCRO. La palanca se ideó para vencer una fuerza de resistencia R aplicando una fuerza motriz F más reducida.
CLASIFICACION DE LAS PALANCAS
Las palancas se clasifican en tres género o grados dependiendo de dónde esté el punto de apoyo
PALANCAS DE 1º GRADO
El punto de apoyo se encuentra entre la fuerza aplicada(F) y la resistencia (R).
PALANCAS DE 2º GRADO
La resistencia (R) se encuentra entre la fuerza aplicada (F) y el punto de apoyo .
PALANCAS DE 3º GRADO
La fuerza a aplicar (F) se encuentra entre la resistencia avencer (R) y el punto de apoyo.
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SOLUCIÓN
'LEY DE LA PALANCA'
LEY DE LA PALANCA
La palanca se encuentra en equilibrio cuando el producto de la fuerza (F), por su distancia al punto de apoyo (Bf) es igual al producto de la resistencia (R) por su distancia al punto de apoyo (Br). Esta es la denominada ley de la palanca, que matemáticamente se expresa como:
A TRABAJAR!!
EJERCICIOS
https://www.liveworksheets.com/w/es/tpr/796488 https://wordwall.net/es/resource/2403937/tipos-de-palancas https://www.liveworksheets.com/w/es/tecnologia/915634 https://informaticacolsanap.wordpress.com/wp-content/uploads/2016/10/ejercicios-resueltos-de-palancas.pdf http://www.edu.xunta.gal/centros/iesortigueira/system/files/2ESO%20TECNOLOG%C3%8DA.%20SEMANA%2010.pdf https://www3.gobiernodecanarias.org/medusa/ecoblog/jmsanher/files/2013/04/BATERIA-DE-PROBLEMAS-DE-PALANCAS.pdf https://es.educaplay.com/recursos-educativos/1590129-ejercicios_palancas_y_poleas.html
POLEAS
Las poleas son dispositivos simples pero muy úitiles que nos ayudan a levantar objetos pesados o a cambiar la dirección de la fuerza aplicada.
TIPOS DE POLEAS
POLEAS FIJAS: Es aquella que está sujeta a un lugar fijo, como un techo o una viga. POLEAS MÓVILES: Es aquella que puede moverse a lo largo de una cuerda. En un sistema de poleas, una de ellas suele ser fija y la otra móvil
CÓMO FUNCIONAN
Las poleas funcionan cambiando la dirección de la fuerza que aplicamos para levantar un objeto. En lugar de levantar directamente el objeto hacia arriba, aplicamos una fuerza hacia abajo y la polea se encarga de dirigir esa fuerza hacia arriba, haciendo mas fácil levantar el objeto. NOS APORTA VENTAJA MECÁNICA
VENTAJA MECÁNICA
La ventaja mecánica es la relación entre las fuerzas que aplicamos y la fuerza que se necesita para levantar un objeto. En el caso de las poleas simples fijas, la ventaja mecánica es igual a 1.
VENTAJAS DE LAS POLEAS
1.Cambian la dirección de la fuerza 2.Multiplican la fuerza
VENTAJA MECÁNICA
Cuando usamos una polea fija, la fuerza que aplicamos hacia abajo ( fuerza de tracción ) es igual a la fuerza necesaria para levantar la carga hacia arriba. Esto significa que, aunque la polea nos ayuda a cambiar al dirección de la fuerza, no nos da una ventaja mecánica respecto a la fuerza que necesitamos aplicar.
VENTAJA MECÁNICA
Ejemplo: si queremos levantar una caja de 100 kg con una polea fija, tendremos que aplicar una fuerza de tracción equivaleneete a los 100kg de la caja. La polea fija no hace que necesitemos menos fuerza para levantar la carga, pero nos permite aplicar la fuerza en una dirección mas conveniente.
VENTAJA MECÁNICA
La ventaja mecánica comienza a aparecer cuando usamos poleas móviles o una combinación de poleas móviles y fijas. En ese caso la ventaja mecánica será mayor que 1 y podremos levantar una carga mas pesado con menos fuerza.