Ciencia

¿Qué es una máquina compuesta? – Definición y ejemplos

Por Rodrigo Ricardo

Máquinas compuestas y trabajo

En cualquier momento de la historia, los humanos se han esforzado por encontrar formas de facilitar el trabajo. No trabajar en el sentido de tener un trabajo, sino en el sentido científico del trabajo . Cuando se aplica fuerza a un objeto y se mueve en la misma dirección, está funcionando. Por ejemplo, si un niño aplica una fuerza al pedal de una bicicleta y los engranajes hacen girar los neumáticos en la misma dirección, la bicicleta está funcionando.

¿Qué son las máquinas simples?

Antes de entrar en máquinas compuestas, considere qué hace que algo sea una máquina simple.

Las máquinas simples no tienen (o solo algunas) partes móviles, de ahí su nombre. No amplifican la fuerza que aplica. En cambio, simplemente cambian la dirección de la fuerza. Por ejemplo, los bordes curvos a lo largo del tornillo aumentan la distancia que recorre la fuerza, lo que le permite usar menos fuerza para realizar la misma tarea. La ventaja mecánica , o MA, mide la facilidad con la que se trabaja. Esta es la medida de la fuerza obtenida mediante el uso de una máquina simple. En una máquina simple, la ventaja mecánica o el aumento de la fuerza es solo uno. Sin embargo, debido a que cambia la dirección de la fuerza, facilita el trabajo.

Las seis máquinas simples son palancas, poleas, cuñas, ruedas y ejes, planos inclinados y tornillos. Por ejemplo, un conjunto de escaleras o rampas es un plano inclinado . El filo de su cuchillo de cena es una cuña . Las patinetas funcionan gracias a sus dos juegos de ruedas y ejes .

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Considere el trabajo que hacen las máquinas simples. Imagínese simplemente empujando la parte superior de un tornillo para intentar meterlo en un trozo de madera. Empujar hacia abajo a través del tornillo sería difícil. Sin embargo, cuando se gira el tornillo, la dirección de la fuerza cambia y sigue los bordes curvos para que el tornillo pueda penetrar en la madera. O piense en empujar un extremo de un palo mientras el otro está encajado debajo de una roca. Fuerzas aplicadas en un extremo y el objeto se mueve en el otro extremo del palo.

Máquinas simples que trabajan juntas

Una máquina compuesta son dos o más máquinas simples que trabajan juntas. La mayoría de las máquinas del mundo son máquinas compuestas. Mientras que una máquina simple no siempre aumenta la ventaja mecánica, una máquina compuesta puede hacerlo. Con una máquina compuesta, se puede usar una cantidad menor de fuerza para mover objetos.

Esto sucede porque puede multiplicar la fuerza que se aplica, mientras que una máquina simple generalmente no puede. Esto se debe a que la ventaja mecánica de una máquina compuesta es el producto de todas las máquinas simples que trabajan juntas.

Hay que conocer algunos términos para calcular la ventaja mecánica. La medida que se usa para el peso de un objeto que alguien está tratando de mover se llama Newtons (N) y se hace referencia con una letra N mayúscula. El peso de ese objeto se llama carga o, a veces, se llama fuerza de resistencia . La fuerza real que aplica a la máquina es la fuerza de esfuerzo .

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Ventaja mecánica = Fuerza de resistencia / Fuerza de esfuerzo

Aquí hay un ejemplo que usa la fórmula para calcular la ventaja mecánica. Imagina que estás intentando mover un cubo de rocas. La carga (fuerza de resistencia) es 15 N. La fuerza que ejerce (o fuerza de esfuerzo) para mover el cucharón es 3 N. Para calcular la ventaja mecánica (MA), divida la fuerza de resistencia (carga) por la fuerza de esfuerzo.

Ventaja mecánica = 15N / 3N

MA = 5.

Ejemplos de máquinas compuestas

Tome un ejemplo común de una máquina compuesta, un par de tijeras. Los mangos son palancas (una máquina simple), que es donde se aplica la fuerza. El corte real se realiza a lo largo de las cuñas (otra máquina simple). Cuando aplica una fuerza al mango, la fuerza se multiplica para que cortar un pedazo de papel o tela sea más fácil. La parte real que realiza el corte son las dos cuñas afiladas en el extremo de las tijeras. El punto donde pivotan las tijeras, donde se ubica el tornillo (una máquina simple), se llama fulcro .

Otro ejemplo sería un hacha. Un hacha es similar a un par de tijeras. El mango que se sujeta con las manos de alguien para aplicar fuerza es la palanca. El extremo del hacha que corta la madera es una cuña.

Por último, imagine una carretilla como una máquina compuesta. Los mangos donde se levanta la carretilla son palancas que se pueden mover hacia arriba y hacia abajo o hacia la izquierda y hacia la derecha. Debajo de la carretilla hay una rueda y un eje, que funcionan con la palanca para permitir que la carretilla se mueva con menos esfuerzo.

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Resumen de la lección

Una máquina compuesta está formada por dos o más máquinas simples.

Mientras que las seis máquinas simples aumentan la distancia recorrida por la fuerza, facilitando el trabajo, una máquina compuesta puede aumentar su fuerza ya que multiplica la ventaja mecánica de todas las máquinas simples trabajando juntas.

Por lo tanto, las máquinas compuestas pueden hacer una tarea mucho más fácil que usar una simple máquina. Para medir cuánto una máquina simple o compuesta multiplica la fuerza, use la fórmula de la ventaja mecánica . Para encontrar la ventaja mecánica, divida la fuerza de resistencia por la fuerza de esfuerzo.

Las máquinas compuestas vienen en muchas formas y tamaños, incluidas carretillas, hachas y tijeras.

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