Tecnología I - Guia N°1

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CienciayTecnologa1BTO Maquinas pag.1/35

readeEducacinTecnolgica

CienciayTecnologaI

1ao

CuadernillodeactividadesN1Delasherramientasalasmquinas

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Lasmquinas

Introduccin

Desde hace muchos, muchos aos, las personas necesitan realizar tareas quesobrepasan sus capacidades: mover rocas muy grandes y pesadas, transportarobjetosopersonasagrandesdistancias,cortarrboles,excavar latierra,etc.Parasolucionar estos problemas, se crean las mquinas. Una gra es una mquina,tambinlosonunascensor,unauto,unamotosierraounaexcavadora.

Haydiferentestiposdemquinas.Unassirvenparatransportarmateriales,personasoanimalesotras,encambio,procesanlosmateriales,mezclndolos,cortndolos,calentndolos,enfrindolosotriturndolos,porejemplo.

Notodaslasmquinasseutilizanparatransportaroprocesarmateriales.Eltelevisor,la computadora, el reloj, la radio o el telfono celular, tambin son mquinas. Enestoscasossetratadeartefactosqueprocesany/ otransportaninformacin.

Entodosloscasos,lasmquinas,utilizanytransformanalgntipodeenerga.En la actualidad la mayora de las mquinas funcionan gracias a la energaprovenientedelaelectricidadodealgntipodecombustible.Enotrostiemposseutilizaba laenergaelicade losmolinoso lahidrulicadelasruedashidrulicas.Tambinseaprovechabalafuerzadelosanimales.

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Existenmuchasmanerasdedefinirloqueesunamquina.Todasconcuerdanenquelasmquinasposeenlassiguientescaractersticas:

las mquinas son creadas por las personas para extender suscapacidadesnecesariasparalarealizacindelastareas

lasmquinasutilizanalgntipodeenergaparafuncionar lasmquinas,comoresultado,puedenentregar:movimiento,calor,fro,

sonido,imgenes,datos,etc.

Herramientasomquinas?

Cuchillos, serruchos, palas, tijeras, escobas o coladores, son tambin ejemplos deartefactos creados por las personas para extender sus capacidades. Ellos funcionancomo prolongaciones de las manos, permitiendo realizar acciones tales comoapretar,cortar,sostener,agarrar,etc.

Muchas de estas herramientas surgen desde la prehistoria y fueron mejorndose,tantoensusformascomoenrelacinalosmaterialesutilizados.

Lasherramientassuelenutilizarseenlostalleresyfbricas,perotambinenelcampoy en los hogares. En las cocinas suele haber ingeniosas herramientas para cortarhuevosenrodajas,pelarpapasodescorazonarmanzanas.Tambinsonherramientasmuchosdelosartefactosqueutilizamoscotidianamentecomoloslpicesylapicerasolasraquetas,paletasypalosdehockey.

En lassiguientes imgenespodemos ver algunos artefactos un poco mscomplejosquelasanteriores.Tienenvariaspartes,funcionangraciasalaenergaprovenientedelas personas y tienen en su interior una serie de mecanismos que transmiten ytransformanlosmovimientosgeneradosporlaspersonas.

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A este tipo de artefactos, que tiene aspectos comunes tanto con las herramientascomo con las mquinas, se los suele denominar de dos maneras diferentes:mquinasaccionadasporelhombreoherramientascomplejas.

Analizando

Analiz atentamente cada uno de los siguientes artefactos y complet latabla.

Artefacto Tipo movimientogenerado por elusuario.

Tipo de movimientoobtenido.

Bicicleta Circular(pedaleo) Lineal (giro de larueda)

Taladromanual

Batidoramanual

Abrelatas Lineal (avance de lascuchillas)

Sacacorchos

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Lasmquinaspuedenclasificarsesegndiferentescriterios,unodeellosesenbasealtipodeenergaquenecesitanparafuncionar:

Mquinaselctricas:funcionangraciasalaelectricidad

Mquinastrmicas:funcionangraciasaalgntipodecombustible

Mquinas mecnicas: funcionan mediante el movimiento del hombre y demecanismos

Mquinasneumticas:funcionanporelmovimientodeairecomprimido

Tambin las hay: hidrulicas (usan el agua en movimiento, pro ejemplo decomolosros),elicas(utilizanlaenergadelviento)

Reconociendotiposdemquinas

Actividad1

Acontinuacinse presentan unaseriedemquinas. Paracada una deellasindicar, con flechas, el tipo de energa que necesitan para funcionar.Puedesucederquealgunanecesitemsdeuntipodeenerga.

Cintatransportadora EnergaElctrica Heladera

Escaleramecnica Energaelica Horno

Motocicleta Energahidrulica Batidora

Ascensor Energadeloscombustibles

(trmica)

Barco

Molinoharinero Energadelosanimales

Relojdigital

Computadora Relojdeagujas

Estufa Carretatiradaporcaballos

Automvil

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Marcconuncoloraquellasmquinasqueseutilizanparaeltransportedematerialesopersonas.

Marcconotrocolorlasquesirvenparaprocesarlosmateriales.

Marcconuntercercolorlosqueprocesaninformacin.

Actividad2:

A continuacin se presentan una serie de artefactos. Indicar si se trata deherramientas o mquinas accionadas por el hombre (herramientascomplejas). Indicar tambinsi solo transmitenoprolongan los movimientosdelaspersonasostambinlosmodifica.

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Herramientas Mquinasaccionadas

porelhombre

Transmitenoprolongan

losmovimientos

delaspersonas.

Modificanlos

movimientosdelas

personas.

Alicate

Crquetparaelevarelauto

Ejeconpoleaehilo

Agujadetejer

Mquinadecoserapedal

Ejeconrueda

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Actividad3:

Dadalasiguientelistadeartefactos,indicarsipuedenserconsideradoscomoherramientas.Justificarlaexplicacinsegnlasdefinicionespresentadasenlaintroduccin.

Escalera:

Rampa:

Silbato:

Anteojo:

Actividad4:

A continuacin se presentan una serie de herramientas y mquinasingeniosas

PolimartilloProtegeparaguas

Tenedordeseguridad

Martilloluminoso

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Elegirtresdeellas:

indicar si se trata de herramientas simples o complejas (mquinasaccionadasporelhombre).

analizar la imagen, y justificar por qu razn te parece que no sonutilizadas

Sierraparatablas

Cepillodedienteselrpido

Bicicletaarado

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Mquinasparaelevarcargas

Desde siempre las personas necesitaron sacar agua de los ros, levantarmaterialespara construir casas,subir cajas conmercaderas a las estanterasms altas deundepsitoyrealizarotrostrabajospesados.

En un principio lo hacan slo con su cuerpo: mediante ingeniosos mecanismoslograbanhacerlastareasmsrpidooconmenosesfuerzoLuegoseayudaronconanimalesuotrasfuentesdeenergaprovenientesdelanaturaleza:losfuertesvientosolascorrientesde losrosayudabanenlastareasconla llegadadelaelectricidadtodocambi.

Alolargodeestaunidadtendrslaposibilidadde:

Conocercmo,alolargodelahistoria,laspersonasfueroncreandosoluciones

tecnolgicasalproblemadelevantarcargas.

Construiryhacerfuncionarmquinasparamovercargasenelaula.

Dibujaryesquematizarlasmquinasconstruidas.

Analizarmecanismosutilizadosparareducirelesfuerzodemoverobjetos.

Comparardiferentesmanerasdeenergizaralasmquinas.

Resolverproblemastecnolgicos,seleccionandoycombinandolaspartesde

acuerdoconlasfuncionesquetienenquecumplir.

Cmosubirelagua?

Cuentauna leyendaque laesposadelreyNabucodonosor IIdeBabiloniaextraabasu pas natal que era verde y frondoso. El rey construy para ella los famososJardines de Babilonia en forma de terrazas y colmados de rboles frutales y flores,comosepuedeverenlasimgenes.

l quera que corrieran arroyos entre la vegetacin de los jardines. Entonces habaque subir el agua por las laderas escalonadas, y esto era un trabajomuy pesadoPero haba unasolucin: un instrumento llamadocigoal o shaduf, quepermitaelevarelaguadesdeelrohastalapartemsaltadelosjardines.

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Cmofuncionauncigoal?

Elaguaserecolectadelropormediodeuncanasto.Estecanastollenaunpiletn,dedonde,conotrocanastosetomaelaguayselaelevahaciaelpiletnsiguientequeestunpocomsarriba.

Construyendoelcigoal

1. Siguiendo los pasos de la tarjeta de armado constru un modelo quefuncionecomoelcigoal.

2. Dibujelmodelodemaneraesquemtica

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3. Probelfuncionamientodelmodelointentandoelevarunvasodeplsticollenodetuercas

4. Sealsobreeldibujoanteriorlaspartesmsimportantesdelmodelo.

Representandounamaquina

Representamoselartefactomedianteundiagramaenelquecadaparte(oconjuntodepartes)semuestraconunbloque.Lasflechasindicanqupasaconelmovimiento(laenerga)dentrodelsistema.

Eneste tipo de diagramas la energa se representa mediante con flechasdobles

Persona HiloyPalanca

Balde

Energa Energa

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Delasnubesalaljibe

OtrafuentedeaguadisponibleparalaspersonassiemprefuelalluviaYaunquenoesfciljuntarla,aalguienseleocurriunaidea

Loquehabitualmenteconocemoscomoaljibeesenrealidadsloelpozodedondeseobtieneelagua.Elsistemaesmuchomsgrande.Abarcalostechosdelavivienda,lascanaletaspordondeelaguaestransportadayeldepsitosubterrneodondesealmacenayfiltraelagua.

Paranotenerqueesforzarsedemasiadoenlevantarlosbaldesafuerzadebceps,seusaunmecanismomuysimplequeconsisteenunapoleaconunacuerdaquelevantael balde con agua.Esto facilitamuchoel trabajo,ya queesmejortirarhaciaabajoquedesdearriba

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1. Siguiendo los pasos de la tarjeta de armado constru un modelo quefuncionecomoeldelaljibe

2. Dibujelmodelodemaneraesquemtica(sin losdetallesde laspiezasdeLego)

3. Probelfuncionamientodelmodelointentandoelevarunvasodeplsticollenodetornillos.

4. Sealsobreeldibujolaspartesmsimportantesdelmodelo.

5. Qu recomendaciones haras a un constructor de aljibes para que lapoleafuncionecorrectamente?

6. Completeldiagramadebloquescorrespondientealaljibe.

Persona Balde

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Conunasolamano

En la imagen puede verse una mejora a losprimeros aljibes. En lugar de tirar del hilo, lapersonadebagirarunamanivela.Elhiloseibaenrollando en el eje mientras el balde suba.Estemecanismosellamatorno.

1. Siguiendo los pasos de la tarjeta de armado, constru un modelo quefuncionecomoeldelaljibecontorno.

2. Dibujelmodelodemaneraesquemtica.

3. Probelfuncionamientodelmodelointentandoelevarunvasodeplsticollenodetornillos

4. Sealsobreeldibujolaspartesmsimportantesdelmodelo.

5. ModificeltamaodelamanivelaSelogralevantarlacargaconmenosesfuerzo?

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6. Completelsiguientediagramadebloques:

Comolomantenemos?

Ya resolvimoselproblemadesacarelaguadelpozoconfacilidadpero,como siempre, surge un nuevoproblema:cmohacerparaquesemantengaelbaldeelevadosintenerque sostener la manivela con lamano? Entonces surge una ideaingeniosa:eltrinquete.steesunmecanismo que funciona como unatraba.

1. Agregalmodeloanterioruntrinquete,siguiendolospasosdelatarjetadearmado

2. Elevar la carga girando la manivela y detenerla con el trinquete. Eltrinquetepermitegirarlamanivelaenambossentidos?

Persona BaldeEjeehilo

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Lasmquinascomosistemas.

Unsistemaesunconjuntodeelementosque interaccionany/ oseconectanentresenfuncindeunobjetivo.Unaherramientaesunsistemaunamquinatambinloes.

Los sistemas, para lograr su objetivo, necesitan que ingresen, circulen y salgandeterminadoselementos.Aestoselementosselosdenominaflujos.

Entrada Salida

Unejemplo

Unlavarropasesunsistema.Suobjetivoeslavarlaropa.

Losflujossepuedenclasificarentrescategoras:

Materia:eselflujotangiblequesepuedetocar.

Enelcasodeunlavarropaseselflujodeentradaeslaropasucia.Dentrodeesteejemplo,incluimoselaguayeljabn.

EnunDiagramadebloques,elflujodemateriaserepresentautilizandounaflechacontinua.

Energa: Este flujo lo podemos hallar en diferentes formas como mecnica,trmica, solar etc. y nos permiten, por su intermedio, realizar lastransformaciones.

Maquina

LavarropasEnergaelctrica Ropalimpiayaguasucia

Ropasucia,aguayjabn

Instruccionesparafuncionar

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En el sistema lavarropas, la electricidad permite que el motor genere unmovimientoderotacinquepermitamezclarelagua,laropasuciaylosproductosdelimpieza.

EnunDiagramadebloqueselflujodeenergaserepresentautilizandounaflechadoble

Informacin:Esteflujoestformadoporlosdatos.Proporcionaalaparatolasindicacionessobreelmodoenquedeberealizarseelproceso.

En un Diagrama de bloques el flujo de informacin se representa utilizando unaflechapunteada.

Comosalidalossistemasentreganproductos(materia,energaoinformacin)luegode la transformacin durante el proceso. En el lavarropas: la ropa limpia es elproducto.

Lossistemastambinentregancomosalidaresiduos:eselsobrantede lamateriaquefuenecesariaparalatransformacindelaentrada. EnelsistemaLavarropaselagua, con sobrantes de jabn y restos de suciedad de la ropa son los residuos delsistema.

Acadaparte,unafuncin

Hastaahorahemosvistodiferentesaparatosqueasuvezsecomponendediferentespartes,talescomopalancas,hilos,etc.

Comoanalizarelfuncionamientodeunsistemasueleserbastantecomplejo,vamosautilizarunmodeloquenospermitir determinar la funcinquecumplecadaunadelaspartesquecomponenlosmismos.

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Esnecesarioclasificaracadaunadesus partes dentrode7categoras:

Conduccin:cumplenstafuncinaquellaspartesdelsistemaqueguan el flujo. En un sistema de riego artificial las manguerascumplenstafuncin.

Transformacin:cumplenstafuncinaquellaspartesdelsistemaque cambian o modifican el flujo. Ejemplo: Una lamparita,transformalaenergaelctricaquerecibeenenergalumnica

Regulacin:cumplenstafuncinaquellaspartesdelsistemaquecontrolan flujooelcaudaldeflujoquecircula.Ejemplo: lacanillaregulaelflujodeaguaquecircula.

Unin: cumplen sta funcin aquellas partes del sistema queconectandosomspartesdelsistema.Ejemplo:tornillosoclavos

Estructura:Son laspartesdel sistemaquecontienen, protegen osostienenalsistema.EnunEdificioelconjuntodecolumnas,vigasytensoressostienenalsistema.

Depsito: Cumplen sta funcin aquellas partes del sistema quealmacenan el flujo. En el sistema computadora el Disco Rgidocumplelafuncindealmacenarinformacin.

Sensor: Pueden detectar: presencia, temperatura, luminosidad,velocidad, presin etc. En losaeropuertos, las puertas, poseen unsensorquedetectalapresenciademateriaenunradiocercanoyapartirdeeseestadoactivaunmotorquepermiteabrir laspuertasautomticamente.

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Actividad

Analizar como sistemas a los dos artefactos construidos anteriormente,

indicandolafuncinquecumplencadaunadelaspartessealadas.

Cigoal:

Partes:columna,base,palanca,hilo,gancho,acoplemvil(conector).

Funciones:transformacin,unin,conduccin,estructura

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Aljibe

Partes:columna,base,conector,hilomanivela,polea,eje

Funciones:transformacin,unin,conduccin,estructura

Puedeconsiderarsealtrinquetecomounregulador?Porqu?

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TrabajoPrctico

Apartirdelosconceptosaprendidos,tepedimosquerealicesuntrabajodebsquedayorganizacindeinformacin.

Eltrabajoserengruposde2o3alumnos.

El objetivo consiste en identificar y analizar tres artefactos (herramientas simples ycomplejas) quepuedenrealizarunamismatarea.Conlainformacinobtenidadebersllenarunatabla.

A modo de ejemplo te mostramos un anlisis de los artefactos para elevar aguaestudiadosanteriormente.

Tarea Artefacto Artefacto Artefacto

Elevaragua

Nombre Cigoal Tornooaljlibe Bomba

Tipodeartefacto

Herramientasimple Mquinaaccionadaporelhombre

Mquinaaccionada por elhombre

Movimientodeentrada

Ascensoydescensodelapalanca

Girodelamanivela Ascenso ydescenso de lamanija

Movimientodesalida

Descensoyascensodelbalde

Ascenso y descenso delbalde

Descenso yascenso delpistninterno.

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Lastareasainvestigarsonlassiguientes(deberselegir3deellas):

Cavarlatierra

Lavarropa

Talarunarbol

Picarcarne

Agujerearmateriales

Mezclaralimentos

Batiralimentos

Molergranos

Exprimircitricos

Cortarelcsped

Paracompletareltrabajoprcticodebers:

Abrirunarchivodeword

Confeccionarunacartulaconlossiguientesdatos:

Alumnos

Tema

Aoycurso

Profesores

Podestrabajarconbordesyfondosenlasceldas

Antesdeinvestigar..

QuesunbuscadorenInternet?

Sonprogramasdebsquedade informacinloscuales funcionandesdeunnavegadorobrowser. Se accede como pginas en Internet que permiten buscar informacin atravsdeella tecleandonosotrosmismosuna seriedepalabrasclave.Se los conocetambincomo"motoresdebsqueda".

Entrelosmasutilizadosseencuentran:Yahoo,Google,Altavista,Lycos,Infoseek

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1. BusquenenInternetimgenesdelosartefactos.

2. Graben los archivos seleccionados en una carpeta dentro de la sesin,respetandoelsiguienteesquema:

3. Abranunarchivodewordyarmenunacaratulaen laprimerpaginacontodoslosdatos

4. Insertenunatablaconlacantidaddefilasycolumasnecesariasenlasegundapagina

5. Inserten las imgenes encontradas en las celdas de Imagen y el textopreviamentesintetizadoenelrestodelatabla

6. Noteolvidesdeguardartutrabajoentusesin

El Informe se debe presentar impreso en hoja A4 blanca concartula,enunfolioy/ocarpeta.Seentregaunoporgrupo.

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Elaguatienefuerza?EnlaprovinciadeChubut,Patagoniaargentina,hayunapequeaciudadquetieneunmolino:Trevelin,nombrequesignificapueblodelmolinoengals.

Estemolinofuncionaconlaenergadeunacorrientedeaguaquefuedesviadaporeldueodellugarparahacergirar laruedaquevemosenlas imgenesyasmoverunaspesadaspiedrasquemuelengranosde trigoparaconvertirlosenharina.

1. Siguiendolospasosdelatarjetadearmado(hastaelpaso8)construunmodeloquefuncionecomounaruedahidrulica.

2. Dibuj el modelo de manera esquemtica y seal sobre el mismo laspartesmsimportantes.

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3. Probelfuncionamientodelmodelointentandoelevarunvasodeplsticolleno de tuercas Podemos decir que la rueda hidrulica cumple unafuncinequivalentealadelamanivela?Porqu?

4. El modelo posee un mecanismo, formado por ruedas dentadas,denominadoengranaje.Volvaconstruirelmodeloperointercambiandode lugar las ruedas dentadas. Qu ocurre? Y si sacs las ruedasdentadasyunsdirectamenteelhiloalejedelaruedahidrulica?

5. Escrib un texto que explique con tus palabras cul es la funcin quecumpleenestemodeloelmecanismodeengranajes.


RuedaHidrulica

BaldeEjeehilo

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Conayudadeengranajes

Hace varios siglos, durante la poca conocidacomo Renacimiento, un gran pintor e inventordiseaba cientos de ingeniosos artefactos. En laimagen que vemos aqu, podemos observar unmodelo de gra construido sobre bocetos deLeonardoDaVinci,elgeniodequienhablamos.

Estamquina funcionabaconla fuerzadeunaovarias personas y serva, como todos sabemos,para levantar cargas pesadas pero qu hacequeeltrabajoseamsfcil?

Actualmente se emplean gras en laconstruccindeedificios,puentesytorresen la movilizacin de grandes cantidadesde materiales Las personas se ayudanconmecanismos.

1. Siguiendo lospasosdelatarjetadearmado(hastaelpaso16)construunmodeloquefuncionecomounagra.

2. Dibuj el modelo de manera esquemtica. Marc sobre el dibujo laspartesmsimportantesdelmodelo.

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3. Probelfuncionamientodelmodelointentandoelevarunvasodeplsticollenodetuercas.


5. Incorporaleuntrinquetealmodeloyprobalo

6. Modific el modelo sacndole los engranajes y luego intercambindolosdelugar.

7. Hacelo funcionar nuevamente. Qu diferencias nots en elfuncionamiento?

8. Escrib un texto que explique, con tus palabras, las diferencias entrelevantarcargaspesadasconmanivelayconruedashidrulicas.

Persona BaldeEjeehilo

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Conmotoresesmsfcil

Enlabsquedaporsimplificaranmslastareas,surgenlosmotoreselctricos.

Slohayqueencenderlosyapagarlosenelmomentooportuno.

Loqueanteshacanlaspersonasahoralohacenmotoresmuypoderosos.

1. Conectelmotoralportapilasyhacelofuncionarmedianteelcontrolremoto.

2. Siguiendolasindicacionesdelatarjetadearmado(paso17),incorporelmdulomotoralagra.Hacelafuncionar.

3. Podemosdecirqueelmotorelctricocumpleunafuncinequivalentealadelaruedahidrulica?Porqu?


Motor BaldeFuentede

Energa

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TrabajoPrctico(continuacin)

Paracadaunadelastareasdelatabla,debersincorporardosnuevasmquinas.Unadeellasdeberaccionarsemediantelaenergaelctrica,laotramediantealgntipodeenergaquenoseaprovistaporlapersona(elica,trmica,hidrulica,etc.)

Amododeejemplotemostramoslatareadeelevaragua.

Tarea Artefacto Artefacto

Elevaragua

Nombre Bombaamolino Bombadeaguaelctrica

Tipodeartefacto

Mquinaelica Mquinaelctrica

Movimientodeentrada

Rotacin de laspaletas

Rotacindelejedelmotor.

Movimientodesalida

Ascensoydescensodel pistn de labomba.

Rotacin de la hliceinternadelabomba.

5

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Problemaintegrador

En lasiguiente imagenpodemosverunabarreradeestacionamiento, el encargado de levantar y bajarmanualmentelabarreradeentrada.

1. Construlabarrera.2. Representlabarreramedianteundiagramadebloques.

3. Incorporalealabarrerauntornoparaquese puedasubirybajarlabarreramedianteelgirodeunamanivela.Dibujlasolucinyconstruila.

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4. Representlanuevabarreramedianteundiagramadebloques.

5. Agregaleuntrinqueteparaquelabarrerapuedaquedardetenidacuandoseabre.

6. Incorporalealabarreraunmecanismodeengranajes.Dibujlasolucinyconstruila.

7. Representlasolucinmedianteundiagramadebloques.

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8. IncorporaleunmotorelctricoalabarreraDibujlasolucinyconstruirla.

9. Representlanuevabarreramedianteundiagramadebloques.

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Ejerciciosderepaso

Completlaspartesyfuncionesdelasmquinas construidasanteriormente

Ruedahidrulica

Parte Funcin

Ruedadepaletas

Base

Conector

Engranaje

Eje

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Gra:

Parte Funcin

Columna

Base.

Hilo

Motor

Pilas

Botonera

gancho

poleas

eje

cable

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