Las dos familias básicas de máquinas simples son la familia de palancas y la familia de planos inclinados. Dentro de la familia de palancas se encuentran la palanca simple, la polea y la rueda y el eje. Dentro de la familia de planos inclinados se encuentran el plano inclinado simple, la cuña y el tornillo. Estas máquinas simples crean una ventaja mecánica cuando las usa, ya que le permiten ejercer más fuerza con menos energía en cargas que normalmente no podría mover.
Palancas: palanca simple
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La mejor ilustración de una palanca simple es un balancín que puede encontrar en un patio de recreo. Consiste en una plataforma larga y estrecha en equilibrio sobre un punto de apoyo. En lugar de que dos niños usen el balancín, imagine que la carga que desea levantar descansa sobre un extremo y usted presiona el otro. La posición del fulcro determina la efectividad de la palanca. Cuanto más cerca esté el fulcro de la carga, más apalancamiento logrará. Por eso las palancas tienen su forma. La pequeña curva al final de la palanca es el punto de apoyo colocado lo más cerca posible de la carga que desea soltar.
Palancas - Polea
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La polea es una máquina simple que consiste en una cuerda que tiras sobre una rueda. Atas un lado de la cuerda a la carga que quieres mover y tiras de la cuerda en el otro lado de la rueda. Si conecta la polea a un objeto sólido, como el costado de un edificio o un techo, esto crea una polea fija y su ventaja mecánica es una. Esto significa que debe ejercer la misma fuerza que el peso de la carga para levantarla del suelo. Si conecta la polea directamente a la carga y permite que la polea se mueva a lo largo de la cuerda, esta polea móvil producirá una ventaja mecánica de dos o más. Las poleas compuestas son una combinación de poleas fijas y móviles.
Palancas: rueda y eje
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Con la rueda y el eje, aplica una fuerza a la rueda y la fuerza se multiplica y se transfiere al eje, que gira y ejerce una fuerza sobre algún otro objeto, generalmente a través de una cuerda. El mejor ejemplo de esta sencilla máquina es la bicicleta. Empujas los pedales exteriores con los pies y esto transfiere la fuerza al eje y los engranajes, que mueve la rueda trasera.
Plano inclinado - Plano inclinado simple
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La rampa para sillas de ruedas es un ejemplo del plano inclinado simple. Imagínese tratando de levantar un peso de 150 libras. persona en silla de ruedas a tres pies de altura. Sería muy difícil para ti e imposible para la persona de la silla. Sin embargo, si la rampa es lo suficientemente larga, usted o la persona en la silla de ruedas pueden empujar la silla de ruedas a un metro del suelo. El plano inclinado funciona convirtiendo la fuerza de empuje horizontal en una fuerza de elevación vertical. Gasta la misma cantidad de energía porque tiene que empujar la silla de ruedas a lo largo de la rampa, pero su cuerpo no tendrá que soportar el esfuerzo de levantar la silla de ruedas hacia arriba.
Plano inclinado - Cuña
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La cuña es una máquina simple que se usa para dividir cargas como madera o rocas. Es un dispositivo triangular alargado con una base plana estrecha. Después de colocar la punta de la cuña en una hendidura en la roca o madera, golpea el borde plano con un mazo. La fuerza hacia abajo del mazo se divide en dos direcciones, perpendiculares a los lados de la cuña, lo que hace que la carga se parta. La hoja de un hacha es un ejemplo de cuña.
Plano inclinado - Tornillo
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El tornillo convierte una fuerza de rotación en una fuerza lineal. Por ejemplo, cuando inserta un tornillo en una pared, gira el destornillador en un círculo, pero el tornillo se mueve en una dirección lineal más profundamente en la pared. El mismo principio se aplica a las prensas y las tapas de los frascos.