Engranajes y las ruedas dentadas: lección para niños

¿Qué son los engranajes y las ruedas dentadas?

Los engranajes son ruedas que tienen dientes o engranajes alrededor de los bordes. Los engranajes de un engranaje encajan en los engranajes de otro. Cada vez que viaja en un automóvil, está usando cambios. Los coches tienen varias marchas que cambian la velocidad o la fuerza. Los engranajes se utilizan en relojes, carruseles, juguetes, máquinas … ¡las posibilidades son infinitas!

Engranajes y engranajes

¿Cómo trabajan?

Lo bueno de los engranajes es que se mueven en direcciones opuestas. En otras palabras, cuando un engranaje gira a la derecha (en el sentido de las agujas del reloj), el engranaje adjunto a él girará a la izquierda (en el sentido contrario a las agujas del reloj). Este patrón continúa repitiéndose, independientemente de cuántos engranajes estén conectados entre sí. Por ejemplo, en un tren de engranajes con cuatro engranajes, el engranaje A gira en sentido horario, el engranaje B gira en sentido antihorario, el engranaje C gira en sentido horario, el engranaje D gira en sentido antihorario.

¿Cómo transfieren energía los engranajes?

A medida que los engranajes giran, la energía se transfiere de un engranaje a otro. Pueden aumentar o disminuir la velocidad o la fuerza , pero no ambas al mismo tiempo. Tienes que perder algo para ganar algo.

Un tren de engranajes

Digamos que tiene un engranaje grande conectado a un engranaje pequeño. El engranaje grande es el engranaje impulsor, lo que significa que hace girar el engranaje pequeño (engranaje impulsado). A medida que el engranaje más grande gira, el pequeño acelerará para seguirle el ritmo. Este tipo de secuencia de marchas aumenta la velocidad.

Otro uso de los engranajes es dar más potencia a la máquina. Ahora, si un camión grande necesita conducir cuesta arriba, el vehículo tendría que usar una marcha más pequeña para girar una más grande. El engranaje más pequeño transfiere su energía al más grande, que tiene más fuerza y ​​puede ayudar a empujar el camión cuesta arriba a medida que el conductor acelera.

Determinación de la velocidad de los engranajes

La velocidad de los engranajes se mide en revoluciones por minuto (rpm), que es la cantidad de veces que un engranaje realiza una rotación completa en un minuto. Esto depende de cuántos engranajes tenga cada engranaje y de la relación entre ellos, o la relación de engranajes.

La relación de engranajes se puede encontrar dividiendo el número de engranajes de un engranaje más grande (B) por el número de engranajes del engranaje más pequeño (A). Imagina que el engranaje A tiene 20 dientes, mientras que el engranaje B tiene 40. Si divides 40 entre 20, obtienes 2, que es la relación de engranajes. Esto significa que el engranaje A se mueve dos veces más rápido que el engranaje B. En otras palabras, el engranaje A tiene que hacer dos rotaciones completas como el engranaje B hace una.

Supongamos que ya sabemos que la velocidad de la marcha B es de 80 rpm. Para calcular la velocidad del engranaje A, simplemente multiplique la relación de engranaje (2) por 80, que es igual a 160. Entonces, la velocidad del engranaje A es 160 rpm.

Ahora digamos que cambiamos los engranajes para que el engranaje A esté impulsando el engranaje B. Mantenga la misma relación de 2, pero divida eso por las rpm del engranaje A (160). Esto le dará 80 rpm, la velocidad de la marcha B.

Resumen de la lección

Los engranajes y los engranajes están unidos entre sí para transferir energía en forma de velocidad o fuerza . La dirección en la que gira un engranaje depende de dónde se encuentre en el tren de engranajes, ya que sigue un patrón en sentido horario, antihorario o viceversa. Puede determinar las revoluciones por minuto de una marcha, multiplicando o dividiendo la relación de transmisión por las rpm de la marcha conocida.

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Rodrigo Ricardo Editor y fundador