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Máquina

Máquina
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Concepto:Conjunto de piezas acopladas entre sí que transforma una forma de energía en otra para hacer un trabajo determinado.

Máquina Conjunto de piezas acopladas entre sí que transforma una forma de energía en otra para hacer un trabajo determinado.

Definición

El ser humano realiza trabajos que sobrepasan su capacidad física o intelectual. Algunos ejemplos de esta actitud de superación pueden ser: mover rocas enormes, elevar coches para repararlos, transportar objetos o personas a grandes distancias, extraer sidra de la manzana, cortar árboles, resolver gran número de problemas en poco tiempo.

Una grúa o una escavadora son máquinas; pero también lo son una bicicleta, o los cohetes espaciales; sin olvidar tampoco el cuchillo, las pinzas de depilar, el ordenador o las escaleras. Todos ellos son máquinas y en común tienen, una cosa: son inventos humanos cuyo fin es reducir el esfuerzo necesario para realizar un trabajo.

Prácticamente cualquier objeto puede llegar a convertirse en una máquina sin más que darle la utilidad adecuada. Por ejemplo, una cuesta natural no es, en principio, una máquina, pero se convierte en ella cuando el ser humano la usa para elevar objetos con un menor esfuerzo.

Historia

El hombre desde sus inicios, ha tratado de dominar las fuerzas de la naturaleza. Para ello, ha debido aprender a construir y utilizar artefactos ajenos a él.

En la lucha entre pueblos prehistóricos, ya las armas rústicas eran comunes, compuestas fundamentalmente por piedras y huesos. Luego los primeros esfuerzos de construcción de diques de tierra y zanjas de irrigación, usados para la agricultura, exigieron la utilización de herramientas, tales como los arados, y azadones. Hasta que la construcción de caminos no llegó a ser un arte de gran desarrollo, durante la era del Imperio Romano no se reconoció verdaderamente el valor de la buena utilización de nuevas maquinas y técnicas. Los caminos de Roma, que todavía se usan fueron construidos con atención esmerada a las condiciones de subsuelo y con una base de grava y arcilla bien apisonada.

Muchas de las máquinas simples existen desde la antigüedad, desde tiempos muy remotos el hombre ha buscado la manera de resolver los problemas que se le presentan. La caza, la pesca y la recolección de frutas y legumbres fueron actividades necesarias para sobrevivir y para realizarlas con mayor eficiencia fue necesario el empleo de diversos utensilios. Descubrieron que con una rama doblada y sujeta de sus extremos por una cuerda estirada, podían lanzar una flecha a gran distancia Los primeros utensilios fueron objetos como lanzas, arcos, flechas, hachas, cuchillos, etc.

Los humanos inventaron máquinas simples, que funcionan como extensión de sus manos, uñas y dientes: rocas afiladas, como cuchillos, instrumentos de madera para cavar, arpones con puntas agudas de hueso y muchas otras. En estos instrumentos, la energía es proporcionada por los músculos de la persona que los utilizó; la fuerza que debe aplicar para realizar un trabajo físico es menor, si emplea sus máquinas rudimentarias. El uso de estas herramientas permitió el desarrollo de la caza y la pesca y, como consecuencia, fue posible obtener una alimentación más variada.

Tipos

Las máquinas se clasifican atendiendo a tres puntos de vista.

  • Según su complejidad.
  • Según el número de pasos para realizar su trabajo.
  • Según el número de tecnologías.

Según su complejidad

Existen máquinas sencillas (como las pinzas de depilar), complejas (como el motor de un automóvil) o muy complejas (como un cohete espacial), todo ello dependiendo del número de piezas empleadas en su construcción.

Según el número de pasos

El funcionamiento de algunas máquinas resulta muy fácil de explicar, mientras que el de otras solo está al alcance de expertos. La diferencia está en que algunas solamente emplean un paso para realizar su trabajo (máquinas simples), mientras que otras necesitan realizar varios trabajos encadenados para poder funcionar correctamente (máquinas compuestas). Se puede describir el funcionamiento de una escalera o de un cortaúñas; pero resulta imposible explicar el funcionamiento de un ordenador, un motor de automóvil o un satélite espacial.

Según el número de tecnologías

Algunas de las máquinas son esencialmente mecánicas (como la bicicleta) o electrónicas (como el ordenador); pero la mayoría tienen mezcladas muchas tecnologías o tipos de energías (una escavadora dispone de elementos que pertenecen a las tecnologías eléctrica, mecánica, electrónica, hidráulica, neumática, térmica, química, todo para facilitar la extracción de tierras).

Referencias

Una máquina es cualquier artefacto capaz de aprovechar, dirigir o regular una forma de energía para aumentar la velocidad de producción de trabajo o para transformarla en otra forma energética. Las máquinas son dispositivos usados para cambiar la magnitud y dirección de aplicación de una fuerza. La utilidad de una máquina simple (palanca, cable, plano inclinado, rueda) es que permite desplegar una fuerza mayor que la que una persona podría aplicar solamente con sus músculos, o aplicarla de forma más eficaz. La relación entre la fuerza aplicada y la resistencia ofrecida por la carga contra la que actúa la fuerza se denomina ventaja teórica de la máquina.

Debido a que todas las máquinas deben superar algún tipo de rozamiento cuando realizan su trabajo, la ventaja real de la máquina siempre es menor que la ventaja teórica. Combinando máquinas simples se construyen máquinas complejas. Con estas máquinas complejas, a su vez, se construye todo tipo de máquinas utilizadas en la ingeniería, arquitectura y construcción, y todo ámbito de nuestras vidas. Las máqui­nas también han posibilitado al hombre, el control de las fuerzas del viento, de los combustibles y del agua. Sin máquinas, el hombre viviría aún en estado primitivo y no habría podido alcanzar ninguna for­ma de progreso. Una máquina nunca puede desarrollar más trabajo que la energía que recibe y que, a igualdad de potencia, a velocidades mayores corresponden fuerzas menores, y viceversa. Una máquina simple no tiene fuen­te productora de energía en si, por lo tanto no puede trabajar a menos que se le provea de ella.

Ejemplos

La Palanca

Es una máquina simple formada por una barra rígida o indeformable, gira sobre un punto de apoyo y sirve para vencer una fuerza grande (resistencia) mediante una fuerza aplicada (potencia) mucho menor.

  • Se le llama Brazo de potencia (Bp) a la distancia que haya entre el punto de apoyo y el punto en que se aplica la potencia
  • Se le llama Brazo de resistencia (Br) a la distancia entre el punto de apoyo y el punto donde actúa la fuerza que debe vencerse.

Con las palancas se mueven objetos, se pueden separar, levantar, bajar o juntar. Una palanca es mucho mas eficaz cuando su brazo de potencia es mucho mayor que su brazo de resistencia.

El Tornillo

Un tornillo es un plano inclinado enrollado alrededor de un cilindro. El tornillo, algo más que una máquina simple. Uno de los inventos que hizo girar el rumbo de la humanidad, por muy pequeño e insignificante que parezca. Esta máquina simple, fue inventada por el griego Arquitas de Tarento, filósofo pitagórico, matemático y amigo de Platón que vivió entre los años 430 y 360 antes de Cristo. A él también se debe otro de los grandes inventos del hombre, la polea. Casi todo lo que se usa está constituido o fue construido por un tornillo, un notable ingenio que permitió unir cosas de manera rápida, poco esforzada y precisa.

A lo largo de su extensa vida, el tornillo ha sufrido notables modificaciones hasta conseguir el aspecto con el que hoy lo conocemos. El primero que puso sus conocimientos al servicio del tornillo fue el científico y matemático Arquímedes.

Fuentes