Máquina simple para niños
Una máquina simple es una herramienta o dispositivo que nos ayuda a cambiar la dirección o la fuerza que aplicamos para mover algo. Imagina que necesitas levantar una piedra muy pesada; una máquina simple puede hacer que parezca más ligera o que sea más fácil moverla.
Desde hace mucho tiempo, la gente ha usado y estudiado las máquinas simples. Aunque hoy existen máquinas muy complejas, las máquinas simples siguen siendo muy importantes. Nos ayudan a entender cómo funcionan las cosas y se usan en muchos trabajos manuales.
| Las seis máquinas simples clásicas: | ||||||
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Contenido
¿Cuáles son las máquinas simples más conocidas?
Tradicionalmente, se consideran seis máquinas simples principales:
La palanca: ¿Cómo nos ayuda a mover objetos?
| Tipos de palanca: | ||
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| 1.ª Clase | 3ª Clase | 2ª Clase |
Una palanca es una barra rígida que se apoya en un punto fijo, llamado fulcro. Cuando aplicamos una fuerza en un extremo, la palanca gira sobre el fulcro y nos permite mover una carga o vencer una resistencia en el otro extremo. Piensa en un balancín o en unas tijeras. La energía que aplicamos se transforma para mover la carga.
El torno o rueda: ¿Cómo subimos cosas pesadas?
El torno es un aparato que se usa para subir objetos pesados, como un cubo de agua de un pozo. Consiste en una cuerda atada a la carga y enrollada en un cilindro. Al girar una manivela, el cilindro gira y la cuerda se enrolla, subiendo la carga. La rueda también se considera a veces una máquina simple, ya que nos ayuda a mover objetos con menos esfuerzo.
La polea: ¿Cómo cambiamos la dirección de la fuerza?
Una polea es una rueda con un canal por donde pasa una cuerda. Nos permite cambiar la dirección de la fuerza que aplicamos. Por ejemplo, si tiras hacia abajo de una cuerda que pasa por una polea, puedes levantar un objeto hacia arriba. Si usas varias poleas juntas (un polipasto), puedes levantar objetos mucho más pesados con menos fuerza, aunque tendrás que tirar de la cuerda una distancia mayor.
El plano inclinado: ¿Cómo subimos objetos sin escaleras?
Un plano inclinado es una superficie plana que está en ángulo, como una rampa. Nos permite subir objetos pesados aplicando menos fuerza que si los levantáramos directamente. Cuanto más suave sea la inclinación de la rampa, menos fuerza necesitarás, pero tendrás que empujar el objeto una distancia más larga.
La cuña: ¿Cómo separamos o cortamos cosas?
Una cuña es como un plano inclinado doble. Al aplicar fuerza en su parte más ancha, la cuña transforma esa fuerza en dos fuerzas que empujan hacia los lados, separando o cortando un objeto. Un hacha o un cuchillo son ejemplos de cuñas. El ángulo de la cuña decide qué tan fácil es cortar o separar.
El tornillo: ¿Cómo sujetamos o levantamos objetos?
El tornillo es un mecanismo que convierte un movimiento de giro en un movimiento recto. Al girar un tornillo, este avanza o retrocede. Se usa para unir piezas, como los tornillos que ves en los muebles, o para levantar objetos pesados, como el gato que se usa para cambiar una rueda de coche. La fuerza que aplicas al girar se multiplica mucho para mover la carga.
¿Qué características tienen las máquinas simples?
Una máquina simple toma una fuerza que aplicamos y la convierte en una fuerza diferente para mover una carga. Si no contamos la pérdida de energía por el roce, el trabajo que hacemos al aplicar la fuerza es igual al trabajo que la máquina hace sobre la carga. Esto significa que una máquina simple puede hacer que una fuerza pequeña mueva una carga grande, pero a cambio, la carga se moverá una distancia más corta. La relación entre la fuerza que aplicamos y la fuerza que obtenemos se llama ventaja mecánica.
Las máquinas simples son como los bloques de construcción básicos. Con ellas, podemos crear máquinas mucho más complejas, llamadas "máquinas compuestas". Por ejemplo, una bicicleta usa ruedas, palancas y poleas. La ventaja de una máquina compuesta es la combinación de las ventajas de cada máquina simple que la forma.
Un poco de historia de las máquinas simples
La idea de las máquinas simples surgió hace mucho tiempo, alrededor del siglo III a. C., gracias a un científico griego llamado Arquímedes. Él estudió la palanca, la polea y el tornillo. Descubrió el principio de la ventaja mecánica, que es cómo una máquina puede multiplicar la fuerza. Se dice que Arquímedes exclamó: "Dame un punto de apoyo, y moveré la Tierra", mostrando lo mucho que entendía el poder de la palanca.
Al principio, los griegos solo entendían cómo las fuerzas se equilibraban en las máquinas simples. Pero durante el Renacimiento, los científicos empezaron a estudiar cómo las máquinas movían las cargas y la distancia que recorrían. Esto llevó al concepto de trabajo mecánico. En 1586, Simon Stevin añadió el plano inclinado a la lista de máquinas simples.
El científico italiano Galileo Galilei fue quien, en 1600, explicó de forma completa cómo funcionaban las máquinas simples. Él fue el primero en entender que las máquinas simples no crean energía, solo la transforman.
Más tarde, en el siglo XIX, con el avance de la tecnología, se empezaron a identificar muchos más mecanismos. Hoy en día, con programas de diseño asistido por computadora, podemos crear y probar máquinas complejas de forma virtual, sin necesidad de construir prototipos físicos.
Máquinas que se bloquean solas
Algunas máquinas simples, como el tornillo, el plano inclinado o la cuña, tienen una característica especial: si la fuerza de roce es muy grande, no pueden moverse hacia atrás por sí solas, incluso si la carga intenta empujarlas. A estas se les llama máquinas irreversibles o autoblocantes.
- El tornillo es un buen ejemplo. Puedes girarlo para que avance, pero la carga no puede hacer que gire hacia atrás por sí sola.
- En un plano inclinado, si la rampa no es muy empinada y hay suficiente roce, un objeto que subes se quedará quieto y no se deslizará hacia abajo cuando dejes de empujarlo.
- Una cuña se clava en la madera cuando la golpeas, pero la madera no puede hacer que la cuña salte hacia afuera por sí sola.
Estas máquinas se "bloquean" por el roce y solo se mueven si aplicas una fuerza en la dirección correcta.
¿Cómo se estudian las máquinas hoy en día?
Las máquinas simples son la base para entender cómo funcionan las máquinas más complejas, desde una máquina de vapor hasta un robot. Los puntos de apoyo de una palanca o los ejes de las ruedas son como "uniones" que permiten el movimiento.
Los ingenieros modernos estudian cómo se conectan estas "uniones" para crear movimientos específicos. Por ejemplo, combinando varias palancas se pueden crear mecanismos que hacen movimientos muy complejos. Hoy en día, los programas de computadora nos permiten diseñar y simular estos mecanismos de forma virtual, lo que ayuda mucho a los ingenieros a crear nuevas máquinas.
Véase también
En inglés: Simple machine Facts for Kids
- Máquina
- Máquina herramienta
- Mecanismo
- Mecanismo de movimiento rectilíneo
- Mecanismo de biela - manivela
- Cuasi-máquina
- Polipasto
- Robot
- Tuerca husillo
- Ventaja mecánica
- Aparato eléctrico
Galería de imágenes
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Tabla de máquinas simples (Cyclopædia Chambers, 1728). Las máquinas simples proporcionan un vocabulario para la comprensión de las máquinas más complejas.
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Máquinas simples (Johann Sturm, 1676)
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Máquinas simples (Johann Sturm, 1676)
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Máquinas simples (Johann Sturm, 1676)
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Máquinas simples (Johann Sturm, 1676)
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Máquinas simples (Johann Sturm, 1676)
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Máquinas simples (Johann Sturm, 1676)
