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LAS POLEAS Y PALANCAS

GUÍA DE ESTUDIO #3: POLEAS, PALANCA Y ENGRANAJE

Palanca
La palanca es una máquina simple que tiene como función transmitir una fuerza. Está compuesta por una barra rígida que puede girar libremente alrededor de un punto de apoyo llamado fulcro.
Puede utilizarse para amplificar la fuerza mecánica que se aplica a un objeto, para incrementar su velocidad o la distancia recorrida, en respuesta a la aplicación de una fuerza.
Historia
El descubrimiento de la palanca y su empleo en la vida cotidiana proviene de la época prehistórica. Su empleo cotidiano, en forma de cigoñales, está documentado desde el tercer milenio a. C. –en sellos cilíndricos de Mesopotamia hasta nuestros días. El manuscrito más antiguo que se conserva con una mención a la palanca forma parte de la Sinagoga o Colección matemática de Pappus de Alejandría, una obra en ocho volúmenes que se estima fue escrita alrededor del año 340. Allí aparece la famosa cita de Arquímedes:

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Poleas

Una polea, es una máquina simple que sirve para transmitir una fuerza. Se trata de una rueda, generalmente maciza y acanalada en su borde, que, con el curso de una cuerda o cable que se hace pasar por el canal ("garganta"), se usa como elemento de transmisión para cambiar la dirección del movimiento en máquinas y mecanismos. Además, formando conjuntos —aparejos o polipastos— sirve para reducir la magnitud de la fuerza necesaria para mover un peso.
Según definición de Hatón de la Goupillière, «la polea es el punto de apoyo de una cuerda que moviéndose se arrolla sobre ella sin dar una vuelta completa»1 actuando en uno de sus extremos la resistencia y en otro la potencia.

Historia
La única nota histórica sobre su uso se debe a Plutarco, quien en su obra Vidas paralelas (c. 100 a. C.) relata que Arquímedes, en carta al rey Hierón de Siracusa, a quien lo unía gran amistad, afirmó que con una fuerza dada podía mover cualquier peso e incluso se jactó de que si existiera otra Tierra yendo a ella podría mover ésta. Hierón, asombrado, solicitó a Arquímedes que realizara una demostración. Acordaron que el objeto a mover fuera un barco de la armada del rey, ya que Hierón creía que éste no podría sacarse de la dársena y llevarse a dique seco sin el empleo de un gran esfuerzo y numerosos hombres. Según relata Plutarco, tras cargar el barco con muchos pasajeros y con las bodegas repletas, Arquímedes se sentó a cierta distancia y tirando de la cuerda alzó sin gran esfuerzo el barco, sacándolo del agua tan derecho y estable como si aún permaneciera en el mar.2

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TIPOS DE ENGRANAJES
Existen engranajes de diversos tamaños, con los dientes rectos o curvos y con distintos ángulos de inclinación. Se conectan entre sí de varias maneras para la transmisión de fuerza y movimiento en las máquinas. Sin embargo, sólo existen cuatro tipos básicos de engranajes. Todos actúan de modo que la rueda de un engranaje gira más rápido o más despacio que la otra, o se mueve en distinta dirección. La diferencia de velocidad entre dos engranajes produce un cambio en la fuerza que se trasmite.


POLEAS
La rueda mayor tiene una circunferencia el doble de grande que la rueda pequeña. También, gira con fuerza dos veces mayor y la mitad de velocidad, pero lo hace en la misma dirección.

ENGRANAJES
La rueda mayor tiene un número doble de dientes y una circunferencia el doble de grande que la rueda pequeña. Gira con el doble de fuerza y la mitad de la velocidad en dirección opuesta.

CÓMO FUNCIONA EL ENGRANAJE Y LA POLEA
El control que el engranaje y la polea ejercen sobre el movimiento depende totalmente del tamaño de las ruedas que se conectan. En cualquier par de ruedas, la mayor gira más lentamente que la pequeña, pero lo hace con más fuerza. Cuanto mayor es la diferencia que hay en el tamaño de las dos ruedas, mayor es la diferencia entre la velocidad y la fuerza.
Las ruedas conectadas por poleas o cadenas funcionan del mismo modo que los engranajes. La única diferencia radica en la dirección en que giran las ruedas.


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tarea:
1.- en su cuaderno dibuje y pegue imágenes de los tres tipos de palanca. 1ra, 2da, y 3ra clase o grado.
2.- pegue imágenes de distintos objetos que son palancas de 1ra, 2da y 3er grado.
3.- pegue imágenes de los distintos engranajes que existen, Ej.: Engranaje de ruedas rectas o engranaje plano, Engranaje de cremallera y piñón, Tornillo sin fin o sin fin corona, Engranaje de ruedas cónicas
4.- finalmente construya:
a) una maqueta con un polea simple y doble.
b) una maqueta con una de las tres palancas
c) una maqueta de un engranaje estudiado

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