Ejemplos de máquinas simples utilizadas en la vida cotidiana

Diga a la clase que la definición de trabajo utilizada en la ciencia puede diferir de lo que la mayoría de la gente piensa que es el trabajo. El trabajo puede definirse como fuerza por distancia (Trabajo = Fuerza x Distancia). Pida a un alumno que mueva un libro de un escritorio a otro. Pregúntale: ¿Es esto trabajo según la definición científica? (Sí, esto es trabajo.) Estás aplicando una fuerza durante una determinada distancia. Pregunte: ¿Hacer los deberes es un trabajo según esta definición? (No, los deberes no son un trabajo.) Empujar un libro a través de un escritorio es un trabajo porque estás aplicando una fuerza (un empujón) sobre un libro durante una determinada distancia (la longitud del escritorio). No estás empujando los deberes a ninguna parte.

Imagina que quieres hacer la misma cantidad de trabajo utilizando menos fuerza. En este ejemplo, esto significa que todavía quieres que el libro se mueva de un lado del escritorio al otro, pero no quieres empujar con tanta fuerza. Si utilizas la mitad de la fuerza para empujar el libro, tendrás que empujar el libro el doble de lejos para hacer la misma cantidad de trabajo. O bien, puedes utilizar una máquina simple para compensar la diferencia de la fuerza que estás aplicando. Explica que la gente suele utilizar máquinas simples para facilitar el trabajo.

Tipos de máquinas

Este artículo trata del concepto en física. Para el sello discográfico independiente, véase Simple Machines. Para el software del foro de Internet, véase Foro de Simple Machines. Para una cobertura más amplia de este tema, véase Mecanismo (ingeniería).

Una máquina simple es un dispositivo mecánico que cambia la dirección o la magnitud de una fuerza[2]. En general, pueden definirse como los mecanismos más simples que utilizan la ventaja mecánica (también llamada palanca) para multiplicar la fuerza[3]. Normalmente el término se refiere a las seis máquinas simples clásicas que fueron definidas por los científicos del Renacimiento:[4][5][6].

Una máquina simple utiliza una única fuerza aplicada para realizar un trabajo contra una única fuerza de carga. Ignorando las pérdidas por fricción, el trabajo realizado sobre la carga es igual al trabajo realizado por la fuerza aplicada. La máquina puede aumentar la cantidad de fuerza de salida, a costa de una disminución proporcional de la distancia recorrida por la carga. La relación entre la fuerza de salida y la aplicada se denomina ventaja mecánica.

Las máquinas simples pueden considerarse los “bloques de construcción” elementales de los que se componen todas las máquinas más complicadas (a veces denominadas “máquinas compuestas”[7][8])[3][9] Por ejemplo, en el mecanismo de una bicicleta se utilizan ruedas, palancas y poleas[10][11] La ventaja mecánica de una máquina compuesta no es más que el producto de las ventajas mecánicas de las máquinas simples que la componen.

Ejemplos de ruedas y ejes

Una máquina simple es un dispositivo mecánico básico que te ayuda a realizar un trabajo. Lo más probable es que los seis tipos de máquinas simples se encuentren en tu casa. Explora los ejemplos de máquinas simples para ver qué tipos de máquinas utilizas a diario.

Aunque es difícil encontrar ejemplos de poleas caseras, probablemente tengas al menos una de ellas en casa. Una polea es “una pequeña rueda fija o un grupo de tales ruedas con una cuerda o cadena en una llanta acanalada que se utiliza para levantar algo”.

Te sorprenderá saber cuántos ejemplos de ruedas y ejes cotidianos puedes encontrar en tu casa. Como su nombre indica, una rueda y un eje son “una rueda o polea más grande que se fija a un eje, a una rueda o polea más pequeña, o a un tambor, para aumentar la ventaja mecánica o la velocidad”.

Las cuñas son uno de los tipos de máquinas simples más comunes que puedes encontrar en tu casa. Una cuña es “una herramienta utilizada para dividir algo en pedazos o la forma de cualquier cosa que tenga dos bordes que se unen en un punto”.

Una palanca es “un dispositivo que consiste en una barra que gira alrededor de un punto fijo, el fulcro, utilizando la potencia o la fuerza aplicada en un segundo punto para levantar o sostener un peso en un tercer punto”. Explora algunos ejemplos de palancas que probablemente veas a diario.

Una pala es un ejemplo de qué máquina simple

Las máquinas simples son dispositivos que permiten cambiar la intensidad o la dirección de la energía que llega a su punto de entrada en forma de trabajo mecánico, y cuyos componentes son todos ellos sólidos rígidos. Los diferentes tipos de máquinas simples son la palanca, la polea, el plano inclinado, la cuna, las ruedas y los ejes y los tornillos.

Las máquinas simples se utilizan para multiplicar la fuerza o, como se ha dicho, para cambiar su dirección; la idea es siempre que el trabajo requiera menos esfuerzo y sea, por tanto, más fácil, y a veces también más seguro. En resumen, las máquinas simples sirven para transformar o compensar una fuerza resistente o levantar un peso en condiciones más favorables.

Las máquinas simples surgieron para resolver los problemas que planteaban las actividades cotidianas en épocas muy remotas, como la caza, la pesca o el transporte de objetos pesados.  En realidad, primero se diseñaron ciertos utensilios que luego se perfeccionaron y así surgieron las primeras máquinas simples.  Podría decirse que esas primeras máquinas funcionaban casi como una prolongación de las manos humanas: eran instrumentos de madera para cavar, piedras afiladas para cortar y otros.  Pero, sin duda, produjeron importantes cambios en la historia del hombre y en su relación con el trabajo.