TEMA_6

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Estructuras

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Para soportar el peso de un edificio o de tu propio cuerpo, hacen falta materiales

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resistentes. La resistencia no depende solo de la materia con la que está hecho un objeto, sino también de la forma que le demos.

¿Qué es una estructura? 1.

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Una estructura es un conjunto de elementos capaces de:  soportar pesos y  proteger los objetos o las máquinas a los que pertenecen. Las fuerzas que actúan sobre una estructura se llaman cargas.  Por ejemplo, la estructura del folio debe soportar el peso o la carga de la goma de borrar. Hay:  estructuras naturales, como el esqueleto, y  estructuras artificiales como la estantería, el columpio o los puentes.

Los puentes 1. 2.

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Los puentes son estructuras que sirven para soportar fuerzas muy grandes. Son capaces de soportar:  su propio peso y el de la carga,  el paso de los vehículos y  los movimientos provocados por el viento. Existen muchos tipos de puentes, dependiendo del material con el que estén construidos y

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de la forma en que se emplee ese material. En los puentes de arco las piedras se colocan en forma de arco curvado. Esto hace que el puente sea muy resistente.

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Máquinas simples. La palanca

Ya en tiempos muy remotos los seres humanos han construido máquinas simples como la rueda o la palanca, que les han ayudado a cubrir sus necesidades.

La palanca 1. “Dadme un punto de apoyo y moveré el mundo”. Con esta frase Arquímedes se refería a :  una pequeña fuerza,  aplicada en un brazo muy largo de una barra,  puede levantar una gran carga o peso situado en el brazo corto de la misma barra. 2. La palanca es una barra rígida que se apoya en un punto, el punto de apoyo (PA), para transmitir una fuerza. Así, sobre una parte de la palanca ejercemos una fuerza (F) para vencer la carga (C) del objeto que está en el extremo.

El esqueleto es una estructura 1. El esqueleto constituye la estructura del cuerpo humano. 2. Nos permite mantenernos erguidos y en equilibrio. 3. En combinación con los músculos, realiza funciones sirviéndose de palancas como las que ya hemos estudiado. 4. En el cuerpo humano existen numerosas palancas, casi todas de tercera clase. Gracias a ellas podemos realizar la mayoría de las acciones:

Palancas de 1.ª clase, como la situada en la cabeza. El punto de apoyo es la unión de la columna vertebral con el cráneo. Los músculos del cuello y la espalda son los que compensan el peso de la cabeza.

Palancas de 2.ª clase, como la situada en el pie. El punto de apoyo es la almohadilla junto a los dedos del pie. Los gemelos son los músculos encargados de tirar para levantar el peso del cuerpo.

Palancas de 3.ª clase, como la situada en el codo. El punto de apoyo es el codo. Los bíceps son los músculos que levantan la carga del extremo del brazo.

El codo y la rodilla son palancas de 3.ª clase que funcionan como una bisagra.

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Más máquinas simples

El plano inclinado 1.

La rampa es una máquina simple, llamada plano inclinado, que sirve para subir o bajar objetos con un esfuerzo menor.

Enrollamos el plano: el tornillo 1. 2. 3.

La rampa es muy útil para ahorrarnos esfuerzos. Pero si es muy larga puede resultar muy incómoda. Si enrollamos un plano inclinado sobre un eje o cilindro tendremos una máquina muy

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utilizada: el tornillo. El tornillo se utiliza, por ejemplo, para unir y fijar las piezas que forman los muebles.

Unimos dos planos: la cuña 1. 2.

Si unimos dos planos inclinados, obtenemos una cuña. La cuña se utiliza en muchas máquinas o herramientas para separar dos objetos al aplicar

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una fuerza. Por ejemplo, se utiliza para cortar un trozo de madera con un hacha. Existen muchas otras herramientas que son cuñas como, por ejemplo, clavos, tijeras y cuchillos.

La polea 1. 2. 3.

Una polea es una rueda con un canal que sirve de guía a una cuerda. Al tirar de la cuerda, el objeto se eleva. Se utiliza en pozos, grúas, ascensores, etc.

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Máquinas compuestas

Una máquina compuesta se compone de distintas máquinas simples, llamadas operadores mecánicos, unidas entre sí.

Operadores mecánicos 1.

Los operadores mecánicos transmiten el movimiento para reducir el esfuerzo y forman el

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mecanismo de la máquina. Estos son los operadores mecánicos más utilizados:

Manivela 1. 2.

La manivela es una barra doblada que transmite su movimiento a un eje. Se utiliza en el torno, en la manilla de una puerta o en el mecanismo de la caña de pescar.

Piñón-cremallera 1.

El sistema piñón-cremallera está formado por una rueda dentada o piñón encajado en una

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barra dentada o cremallera. Cuando hacemos girar la rueda dentada, la cremallera se desplaza en línea recta. Se utiliza en sacacorchos, puertas correderas de garajes, etc.

Engranajes 1. 2.

Los engranajes son ruedas con dientes que encajan entre sí. Este sistema transmite el movimiento de un engranaje a otro cambiando el sentido de

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giro. Se utilizan en algunos relojes y en máquinas.

Ruedas dentadas y cadena 1.

El sistema ruedas dentadas y cadena consiste en una cadena que transmite el movimiento

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de una rueda dentada a otra mediante una cadena. El movimiento de la rueda dentada 1 se transmite a la rueda dentada 2 gracias a la

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cadena. Las dos ruedas giran en el mismo sentido. Este sistema está presente en bicicletas y motos.

La bicicleta, una máquina compuesta La bicicleta utiliza como operadores básicos la manivela y los engranajes, además de otros como la rueda, la palanca y la polea.

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La maneta de los frenos es una palanca situada en el manillar. Al presionarla transmite

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la fuerza a las pastillas de los frenos y detiene la rueda. El cuadro es una estructura muy rígida de tubo en forma de triángulo, lo que le permite

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soportar grandes esfuerzos. Los pedales son manivelas que hacen girar una rueda dentada, el plato. Las ruedas giran alrededor de un eje. La rueda delantera se encarga de la dirección a

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través del manillar y la trasera recibe la fuerza del pedaleo. Los platos y los piñones son ruedas dentadas. Junto con la cadena forman el mecanismo transmisor del movimiento de los pedales a la rueda trasera.

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Construcción y uso de máquinas

Antes de construir una máquina es importante planificar y organizar el proyecto. Hay que tener en cuenta el uso que se le dará y elegir los materiales necesarios.

Uso adecuado de las máquinas Utilizar máquinas conlleva riesgos. Por eso, conviene que tomemos precauciones al usarlas en nuestro día a día. Las máquinas y la electricidad. Antes de manipular aparatos eléctricos, deben estar desenchufados. Hay que evitar que entren en contacto con el agua.

Las máquinas y las comunicaciones. Las redes sociales y los sistemas de mensajería pueden crear adicción si se abusa de ellos, haciendo que pasemos muchas horas con el ordenador o el móvil.

Las máquinas y la seguridad. Es importante seguir los consejos de seguridad y usar las máquinas para los trabajos adecuados.