UD4: MECANISMOS 1.- MECANISMOS DE TRANSMISIÓN DE MOVIMIENTOS: No cambian el tipo de movimiento, sólo modifican sus valores de fuerza, velocidad TRANSMISIÓN DE MOVIMIENTO LINEAL:

• Palanca • Poleas:

– Polea simple o fija – Polea móvil – Polipastos

• Tipo I o Aparejo factorial • Tipo II o Aparejo potencial

TRANSMISIÓN DE MOVIMIENTO CIRCULAR:

• Ruedas de fricción • Poleas-correa, correa dentada y cadenas • Engranajes

– Árboles paralelos – Árboles que se cortan – Que se cruzan perpendicularmente (Sinfín-corona)

2.- MECANISMOS DE TRANSFORMACIÓN DE MOVIMIENTOS: Cambian el tipo de movimiento (de lineal a giratorio o de giratorio a lineal)

• Piñón-cremallera • Tornillo-tuerca • Biela-manivela • Excéntrica • Leva • Junta de Cardán • Cruz de Malta

En 2º ESO nos centraremos sólo en ver con detalle los mecanismos de transmisión de

movimiento lineal, aunque veremos todos por encima

MECANISMOS DE TRANSMISIÓN DE MOVIMIENTOS:

Una palanca es una máquina simple constituida por una barra rígida que puede girar alrededor de

un punto de apoyo. En esta barra habrá un punto de aplicación de la fuerza (F), y un punto de

aplicación de la resistencia (R). Para resolver una palanca en equilibrio empleamos la expresión

llamada ley de la palanca: F y R se miden en Newtons, y las distancias en metros

F*d=R*r

Donde "d" es la distancia del punto de aplicación de la fuerza al punto de apoyo, y "r" la

distancia del punto de apoyo al punto de aplicación de la resistencia. Según la posición relativa

del punto de apoyo respecto de F y R tenemos tres tipos de palancas. La de 1º grado que tiene el

punto de apoyo entre la fuerza y la resistencia, la de 2º grado que tiene la resistencia entre el

punto de apoyo y la fuerza y la de 3º grado que tiene la fuerza entre el punto de apoyo y la

resistencia.

EJERCICIOS: Resuelve los ejercicios que vienen a continuación. Entrégalos con las

soluciones, limpios y ordenados. Puedes usar la calculadora para los cálculos. Con el fin de

evitar que te copies, DONDE PONE L LO SUSTITUYES POR TU NÚMERO DE LISTA

PALANCAS

EJERCICIOS 1

L

L

L

L

L

L

L

L

L00Kg

L

L cm

1.- POLEA SIMPLE O FIJA:

La polea es una rueda que gira libremente alrededor de su eje, está provista de un canal en su

periferia para que sirva de guía a una cuerda, correa o cadena de la que recibe o a la que le da el

movimiento.

La polea simple se emplea para elevar pesos, consta de una sola rueda por la que hacemos pasar

una cuerda. Se emplea para cambiar el sentido de la fuerza haciendo más cómodo el

levantamiento de cargas, entre otros motivos, porque nos ayudamos del peso del cuerpo para

efectuar el esfuerzo. La fuerza que tenemos que hacer es igual al peso que tenemos que levantar.

F=R

2.- POLEA MÓVIL

El mecanismo llamado polea móvil es un conjunto que consta de dos poleas, una fija y otra

móvil, que tienen como finalidad reducir a la mitad el esfuerzo que tenemos que hacer para

subir una carga.

F=R/2

POLEAS:

3.- POLIPASTOS

El polipasto está formado por un conjunto de poleas. Cuando una es fija y las demás móviles

tenemos un polipasto del tipo I, cuando la mitad son fijas y la otra mitad móviles tenemos un

polipasto del tipo II. La fuerza "F" necesaria para levantar una carga "R" siendo "n" el número de poleas móviles, se determina, en cada caso, con una de las fórmulas:

F=R/2n Polipasto tipo I

F=R/2n Polipasto tipo II

Polipastos tipos I o Aparejo factorial Cuando tenemos poleas fijas y móviles (la mitad

son fijas y la otra mitad móviles) acopladas unas a otras (la cuerda recorre polea móvil-fija-

móvil-fija...), bien linealmente (móvil-fija-móvil-fija...) o bien agrupadas formando cuadernas

(juntas las fijas en la cuaderna superior por un lado y juntas las móviles en la cuaderna inferior

por otro). La carga cuelga de todas las móviles. En este caso, tenemos la fórmula F = R / 2·n

Polipastos tipo II o Aparejo Potencial: Cuando tenemos sólo una polea fija y las demás

son móviles. Cada polea móvil cuelga de la anterior y la carga cuelga de la última móvil. En este

caso, la fórmula es: F = R / 2n

EJERCICIOS 2

1.- Se desean subir L0 Kg utilizando diferentes dispositivos de poleas. Calcula la fuerza que

tienes que hacer al usar: (no olvides pasar los Kg a Newton antes de aplicar la fórmula)

a) La polea simple de la Figura 1

b) La polea móvil de la figura 2

c) El aparejo potencial de la figura 3

d) El aparejo factorial de la figura 4

¿Cuándo se hace menos fuerza? Ordena los dispositivos de mayor fuerza necesaria a menor

2.- Dibuja un aparejo factorial en el que quieras subir L Newton usando una fuerza de 2 N

NOTA: Con el fin de evitar que te copies, sustituye L por tu número de lista.

Fig 1 Fig 2 Fig 3 Fig 4

La transmisión con ruedas de fricción se produce entre discos lisos en contacto por su periferia. Sus aplicaciones prácticas son muy limitadas debido a que no puede transmitir

grandes esfuerzos, por ejemplo en dinamos de bicicletas

Para transmitir el movimiento entre árboles distantes se emplean poleas y correa, correa

dentada y cadena.

Para evitar deslizamientos se usan correas dentadas o cadenas, con estos elementos conseguimos

transmitir grandes esfuerzos

RUEDAS DE FRICCIÓN

POLEAS CON CORREAS, CORREAS DENTADAS Y CADENAS

Los engranajes son combinaciones de ruedas dentadas para transmitir el movimiento circular,

pueden transmitir grandes potencias. Cuando dos ruedas engranan entre sí giran en sentido

contrario. Este es el sistema de transmisión del movimiento más empleado. Se usan en

electrodomésticos, maquinaria, automoción (cajas de cambio de marchas, cuentakilómetros,

regulación de inclinación de los asientos...), etc.

Los dientes de los engranajes pueden ser muy variados:

1.- ÁRBOLES PARALELOS

ENGRANAJES

Si, además, queremos que las ruedas conductora o motriz y conducida giren en el mismo sentido

tendremos que poner en medio un tercer engranaje (que no influye a efectos de cálculo) que por

girar al contrario que los otros dos se le llama engranaje loco:

Y si queremos transmitir mayores potencias, debemos acoplar varios sistemas formando un tren

de engranajes compuesto

2.- ÁRBOLES QUE SE CORTAN

3.- ÁRBOLES QUE SE CRUZAN PERPENDICULARMENTE (SINFÍN-CORONA)

Toda maquina cuyo movimiento sea generado por un motor (ya sea eléctrico, de explosión u

otro) necesita que la velocidad de dicho motor se adapte a la velocidad necesaria para el buen

funcionamiento de la maquina. En el sinfín-corona, se produce una gran reducción de velocidad

MECANISMOS DE TRANSFORMACIÓN DE MOVIMIENTOS:

Un mecanismo piñón cremallera está formado por una rueda dentada que engrana con una barra

también dentada. Es un mecanismo que transforma el movimiento circular de la rueda en

rectilíneo de la cremallera o viceversa. Se emplea para dar movimiento, por ejemplo, a carros de

máquinas, bandeja de un lector de CD, eje principal de un taladro, etc

Este mecanismo consta de un tornillo y una tuerca que tienen como objeto transformar el

movimiento circular en rectilíneo.

Este mecanismo tiene muchas aplicaciones en desplazamientos lineales lentos: portales automáticos, prensas, tornillos de banco, carros de máquinas, gato de coche...

etc.

PIÑÓN-CREMALLERA

TORNILLO-TUERCA

Este mecanismo está formado por una manivela que tiene un movimiento circular y una barra

llamada biela que está unida con articulaciones por un extremo a la manivela y por otro a un

sistema de guiado (pistón) que describe un movimiento rectilíneo alternativo (vaivén).

El sistema biela manivela tiene mucha importancia en los motores de explosión alternativos, así

como antes también lo tuvo en la construcción de máquinas de vapor.

El mecanismo de excéntrica consta básicamente de dos elementos, la propia excéntrica y el

seguidor. La excéntrica es un disco cilíndrico que tiene un eje de giro desplazado un valor "e" del

centro, llamado alzada, respecto del centro del disco. El seguidor es una varilla que está en

contacto permanente con la excéntrica y que recibe el movimiento de esta. Con este ingenio

conseguimos transformar el movimiento circular de la excéntrica en movimiento rectilíneo

alternativo del seguidor.

BIELA-MANIVELA

EXCÉNTRICA

El mecanismo de leva y seguidor se emplea para transformar el movimiento circular en un movimiento rectilíneo alternativo con unas características determinadas que dependen del perfil de la leva. La forma de la leva se diseña según el movimiento que se pretende para el seguidor. En los motores de combustión alternativos se emplean levas para efectuar la apertura y cierre de las válvulas que dejan entrar el combustible y salir los gases de la cámara de combustión. Las levas pueden tener distintas formas, de disco, cilíndricas y de campana; la más común es la de disco.

Para transmitir movimiento rotacional entre dos ejes. Consta de una cruz o cruceta, y en cada

uno de sus brazos se articula una horquilla

Es un mecanismo que transforma el movimiento circular en un movimiento rotatorio

intermitente. Su aplicación típica es el arrastre de la película en los proyectores de cine, en donde

es necesario que el fotograma permanezca un tiempo quieto, y, que de forma súbita se vea

desplazado por el siguiente

LEVA

JUNTA DE CARDAN

CRUZ DE MALTA O RUEDA DE GINEBRA

UD5: ESCALAS Y PROPORCIONES

Cuando en una foto existen varios objetos, se pueden aproximar las dimensiones reales de estos, siempre y cuando sepamos las dimensiones reales de alguno de los elementos que aparecen en ella. Por ejemplo, en la siguiente foto podremos saber las dimensiones del bolígrafo sabiendo que la hoja de papel mide 29,7cm de largo por 21cm de ancho realizando los siguientes cálculos:

1. medimos el bolígrafo en la foto y nos da: 2,1cm 2. medimos en la foto algo que sepamos cuanto mide en realidad, por ejemplo el largo del papel y nos da: 4,4cm 3. por lo tanto 4,4cm en la foto equivalen a 29,7 cm en la realidad. Sabiendo esto planteamos la siguiente regla de proporcionalidad:

cm1,2X

cm4,4cm7,29

====

Despejamos X y nos sale: 175,144,4

1,27,29x ====

⋅⋅⋅⋅

====

Nuestro resultado es que el bolígrafo mide 14,12cm en la realidad.

Tarea 1: Inténtalo ahora tú con las siguientes imágenes:

1. Calcula cuánto mide el libro de Narnia sabiendo que el CD que está al lado mide 12,5cm por 14cm

Operaciones:

2. Calcular cuánto mide el Pen-drive sabiendo que el disco tiene un diámetro de 12cm.

Operaciones:

3. ¿A qué escala está dibujado el campo de baloncesto?

a) 1/400.

b) 1/50.

c) 1/100.

d) 1/4.

4. ¿A qué escala está dibujado el siguiente ladrillo? a) 1/20.

b) 1/500.

c) 1/50.

d) 1/5.

16,4m.

7,2

m.

28,4 m.

195

125

35

Operaciones:

Operaciones:

5.- Escribe las cifras que corresponden a las cotas de este camión que esta dibujado a escala 1/150.

Tarea 2:

a) Busca una foto en la que salgas tú y al lado de ti (no delante ni detrás) algún objeto o persona (si no tienes ninguna te la sacas) y calcula la altura en la realidad ese objeto sabiendo lo que mides tú. Mándame la foto a mi dirección de correo para comprobar que has realizado bien las medidas, e indícame también en el correo cuánto mides de alto, o bien imprímela y pégala al lado de las operaciones

b) ¿A qué escala está hecha la foto?

Operaciones:

Operaciones: