Las máquinas simples

Son herramientas ingeniosas que hacen el trabajo más fácil y sobre todo, representan elementos básicos de diseño que se han incorporado en las máquinas complejas para simplificar tareas agotadoras.

Palanca

Es una barra rígida que puede girar libremente alrededor de un punto de apoyo o de un eje, por la acción de dos fuerzas, la resistencia y la potencia y que se usa para mover cargas pesadas. La barra rota alrededor de un punto fijo llamado punto de apoyo o fulcro. El punto de aplicación de la resistencia es el lugar donde se ubica la carga a mover. El punto donde se aplica la fuerza para mover la carga es el punto de aplicación de la potencia. Cuanto más cerca de la carga esté el fulcro, menor fuerza se realiza para mover la carga.

Los elementos de una palanca son:

a) Punto de apoyo o fulcro (O).

b) Resistencia (Q) = Fuerza que se quiere vencer.

c) Potencia (F) = Fuerza que se aplica.

d) Brazo de resistencia (bQ) = distancia desde el punto de apoyo a la recta de acción de la resistencia.

e) Brazo de potencia (bF) = distancia desde el punto de apoyo a la recta de acción de la potencia.

Tipos de palancas: El fulcro no tiene porqué estar siempre en medio, puede estar en un extremo. Existen tres tipos de palancas:

Palanca de primer género: Una palanca es de primer género cuando el punto de apoyo está ubicado entre la resistencia y la potencia. Palanca de segundo género: Una palanca es de segundo género cuando la resistencia se halla entre el punto de apoyo y la potencia. Como en las palancas de segundo género el brazo de potencia es siempre mayor que el brazo de resistencia, en todas ellas se gana fuerza. Palanca de tercer género: Cuando la potencia se encuentra entre el punto de apoyo y la resistencia, la palanca es de tercer genero. En este género de palancas, el brazo de potencia siempre es menor que el brazo de resistencia y, por lo tanto, la potencia es mayor que la resistencia. Entonces, siempre se pierde fuerza pero se gana comodidad.

Polea

Dispositivo mecánico de tracción o elevación, formado por una rueda o roldana montada en un eje, con una cuerda que rodea la circunferencia de la rueda. Una polea fija no proporciona ninguna ventaja mecánica, es decir, ninguna ganancia en la transmisión de la fuerza: sólo cambia la dirección o el sentido de la fuerza aplicada a través de la cuerda, mientras una polea móvil disminuye la mitad del peso del cuerpo.

Polipasto

Es una máquina formada por dos conjuntos de poleas, una con movilidad y otra que queda fija. A través de este sistema, es posible mover o elevar un cuerpo pesado. Lo que permite el polipasto es mover algo aplicando una fuerza menor al peso del objeto.

Plano inclinado

Hace referencia a una planicie o área sin relieves que conforma con el suelo un ángulo agudo y que, por estas características, facilita la elevación o el descenso de un objeto o cuerpo.

Cuña

Es una pieza que termina en un ángulo diedro muy agudo. Puede estar hecha de metal, madera u otro material y se utiliza para ajustar o apretar un cuerpo sólido con otro, para calzarlos o para dividirlos. La cuña también permite llenar un hueco o una rajadura.

Torno

Formada por dos ruedas o cilindros concéntricos de distinto tamaño y que suele transmitir la fuerza a la carga por medio de una cuerda enrollada alrededor del cilindro mayor; en la mayoría de las aplicaciones la rueda más pequeña es el eje. El torno combina los efectos de la polea y la palanca al permitir que la fuerza aplicada sobre la cuerda o cable cambie de dirección y aumente o disminuya.

Un torno puede emplearse para levantar un objeto pesado, como el cubo de un pozo. A veces, el torno es simplemente un eje con una manivela. Una fuerza relativamente pequeña aplicada a la rueda grande puede levantar una carga pesada colgada de la rueda pequeña. Por tanto, el torno actúa como una palanca de primera clase donde el eje constituye el punto de apoyo y los radios de ambas ruedas los respectivos brazos de palanca.

Tornillo

Dispositivo mecánico de fijación, por lo general metálico, formado esencialmente por un plano inclinado enroscado alrededor de un cilindro o cono. Las crestas formadas por el plano enroscado se denominan filetes, y según el empleo que se les vaya a dar pueden tener una sección transversal cuadrada, triangular o redondeada. Los tornillos y tuercas empleados en máquinas utilizan roscas cilíndricas de diámetro constante, pero los tornillos para madera y las roscas de tuberías tienen forma cónica. El empleo del tornillo como mecanismo simple (en ese caso también se denomina husillo o tornillo sin fin) aprovecha la ganancia mecánica del plano inclinado. Esta ganancia aumenta por la palanca que se suele ejercer al girar el cilindro, pero disminuye debido a las elevadas pérdidas por rozamiento de los sistemas de tornillo. Sin embargo, las fuerzas de rozamiento hacen que los tornillos sean dispositivos de fijación eficaces.