Las máquinas simples son artefactos o herramientas que facilitan el uso de trabajos realmente complicados; pueden dar la capacidad de manejar la fuerza de manera más fácil o de direccionar objetos con un sencillo movimiento. Estas funcionan de acuerdo a una ley llamada ley de máquinas simples; si el artefacto cumple con las especificaciones de esa ley, se puede denominar como una simple y no compuesta.

¿Desde cuando se usan las máquinas simples?

Las máquinas simples son utilizadas desde la Edad Antigua y algunas de estas formaron parte de las armas y herramientas de la prehistoria. Su funcionamiento es esencial para facilitar el empleo de la fuerza muscular, ya sea para levantar un objeto con mayor facilidad o desplazarlo.

Estas utilizan como energía, la fuerza muscular empleada por los humanos, con los mecanismos la transforman en otro tipo de energía. Finalmente, se puede conseguir un resultado rápido que con solo la fuerza bruta hubiese tomado mayor tiempo. Los objetos más comunes de las máquinas simples son: el cuchillo, las tijeras, el hacha, la bicicleta y otros objetos más.

¿En qué consiste la ley de las máquinas simples?

Esta ley consiste en que las máquinas simples tienen la capacidad de facilitar las labores, pero no pueden disminuir la cantidad de labores. La relación de distancia-fuerza afecta en gran manera, ya que si se aplica poca fuerza, la distancia se alarga. Mientras que si se aplica mucha fuerza la distancia se acorta.

Si se desea subir un objeto a una superficie con mayor rapidez se debe aplicar la cantidad de fuerza necesaria, pero si se ejerce menos si se hará el trabajo, pero con mayor lentitud. Por otro lado, si se piensa en utilizar un tipo de plano inclinado se puede utilizar menor fuerza pero la distancia se alarga y el resultado será más lento.

Características de las máquinas simples

Las características que permiten distinguir a las máquinas simples son:

  • Punto de apoyo: todas deben contar con un punto para apoyarse, pero siempre debe ser uno solo.
  • La conservación de energía.
  • Transformación: el objetivo o la función de esta es utilizar un mismo tipo de energía y transformarla en otra para obtener un resultado.
  • Facilidad: estas vuelven más fáciles las labores, aunque no las acortan. Por ejemplo, la palanca permite levantar un objeto con mayor facilidad sin utilizar tanta fuerza que si se hubiesen usado los músculos.
  • Objetivo específico: dependiendo del tipo de máquina simple que se trate, esta es capaz de cumplir solamente con el objetivo de diseño. Gracias a esto, puede lograr transformar algún tipo de característica de una labor.

Tipos de máquinas simples

Los tipos de máquinas simples son aquellas que son básicas y que a partir de estas se pueden crear otro tipo de máquinas. El funcionamiento de estas es realmente simple y la fuerza que se ejerce debe ser manual casi todo el tiempo.

La palanca

Algunas características de la palanca son las siguientes:

  • Descubierto en el año 250 a. C por Arquímedes.
  • Posee un punto de fuerza o potencia que se debe emplear o aplicar.
  • Tiene un punto de fuerza opuesta o fuerza de resistencia.
  • Se compone de un punto base o fulcro.
  • El funcionamiento es sencillo, en el segundo punto se encuentra un peso que se levantará.
  • Con fuerza manual se aplica peso al primer punto y el tercer punto soporta la fuerza de ambos puntos hasta que la fuerza de potencia se vuelve mayor que la de resistencia.
  • Al aplicar la fuerza se consigue el resultado de levantar un objeto aplicando una fuerza menor.

La polea

Una de las maquinas simples mas antiguas es la polea, a continuación mostraremos algunas caracteristicas:

  • En el año 100 a. C, Arquímedes descubrió la polea y creó el mecanismo.
  • La función de las poleas es lograr el cambio de rumbo de la fuerza que se ejerce.
  • La fuerza se transmite por medio de una cuerda hasta un objeto que se encuentra en otro sitio.
  • También sirve para transmitir la fuerza por medio de 2 ejes que están posicionados en 2 sitios diferentes.

Plano inclinado

Sobre el plano inclinado sabemos lo siguiente:

  • Simon Stevin, un matemático del siglo XVI enunció las leyes que definen el funcionamiento del plano inclinado.
  • Tamién recibe el otro nombre más común y utilizado: “rampa”.
  • Se distingue por ser un superficie totalmente plana pero con un lado superior al otro.
  • Gracias a esto se consigue una orientación inclinada.
  • Con esta se pueden mover objetos de manera más fácil y rápida sin utilizar tanta fuerza, aunque con esta se logra reducir la fuerza empleada,
  • Se obtiene una distancia mayor a recorrer.
  • En caso de tratar de mover el mismo objeto en una superficie con orientación vertical, se debe aplicar mayor fuerza, pero se recorre menor distancia.

Cuña

Entre las características que se pueden mencionar sobre la cuña, encontramos las siguientes:

  • La cuña se utilizó por primera vez en el año 2900 a. C en Sumeria.
  • El funcionamiento de la cuña se basa en que dos planos inclinados se unen.
  • La fuerza que se ejerce, se desvía hacia 2 direcciones distintas, convirtiendo así una fuerza de empuje en una de separación.
  • Dependiendo de la fuerza se pueden obtener objetivos diferentes, ya sea elevar un objeto, mantenerlo en algún lugar o separarlo en dos.

Tornillo

Es importante saber la función del tornillo, es por ello que mencionaremos lo siguiente:

  • Una invención de Arquimedes en el siglo II a. C.
  • La capacidad del tornillo es la de transformar un tipo de fuerza giratoria a un tipo de fuerza lineal.
  • Cuenta con elevaciones inclinadas se considera como un plano inclinado que se envuelve dentro de un cilindro.
  • Se considera como una herramienta de sujeción, ya que, puede unir dos piezas, levantarlas o bajarlas.
  • Si cuentan con algún tipo de goma, pueden tapar agujeros por completo.

Eje y rueda

Acerca de la rueda podemos decir, lo siguiente:

  • La rueda se inventó en Sumeria alrededor del 3.500 a. C.
  • La fusión entre un eje y una rueda ejerce la transformación de un tipo de movimiento circular a un movimiento de desplazamiento.
  • La fuerza total la recibe el eje, el cual sostiene la rueda en el centro, empujándola en consecuencia para que esta gire.
  • Sobre las ruedas se puede ejercer cierto peso, el cual se traslada con mayor facilidad.

Ejemplos de máquinas simples

Los ejemplos de máquinas simples más comunes hoy en día son:

  • La bicicleta: una invención de Karl Freiherr en el año 1817, este artefacto utiliza el tipo máquina de eje y rueda; con la fuerza ejercida por los pies en los pedales se empujan las ruedas para que giren. Esto a su vez permite cargar con el peso, es decir, la persona que está montada en esta.
  • Cuchillo: este funciona con el tipo de mecanismo de rampa o plano inclinado; ambos costados se encuentran inclinados encontrando un filo que permite cortar cosas. Muy útil en el corte alimentos o cuerdas.
  • Tijeras: este usa el mecanismo de palanca para funcionar. La resistencia es el objeto a cortar, el centro de la tijera es el punto de apoyo y la fuerza ejercida por los dedos es la potencia. Al final se logra vencer la fuerza de resistencia y cortar el objeto en dos cuando las dos láminas de metal afiladas se rozan.

Bibliografía

  • Ejemplos de máquinas simples – www.ejemplos.co/20-ejemplos-de-maquinas-simples/
  • Máquinas simples – es.wikipedia.org/wiki/Máquina_simple
  • Las máquinas simples – www.ingmecafenix.com/otros/maquinas-simples/
  • Máquinas simples – www.juntadeandalucia.es/averroes/centros-tic/21700290/helvia/aula/archivos/repositorio/0/41/html/simples.html
  • Máquinas simples – brainly.lat/tarea/18760170