A tecnoloxía e as máquinas
Juanelo Turriano foi un inxeñeiro que naceu en Xénova na época de Carlos I. Veu a España e construíu moitas máquinas para a corte (se fala ata dun robót hidráulico). Polo que é máis coñecido é pola máquina hidráulica que deseñou para subir a agua a Toledo desde o río, coñecida como o Inxenio de Toledo ou Artificio de Juanelo. Para o que no coñeza esta ciudade,Toledo está construída no alto dun outeiro sobre o río Tajo. O problema era subir a agua do Tajo e non ter que usar xente acarreando cubos de auga. Esta foi a súa solución:
Algunhas máquinas, como as pancas, son moi simples mentres que outras, como os ordenadores, son tremendamente complexas. Non obstante, todas teñen algo en común: son inventos humanos que facilitan tarefas.
Grazas a elas fomos quen de superar grandes retos que sobrepasaban a nosa capacidade física ou intelectual.
Acompáñanos nesta unidade para descubrir os segredos destes mecanismos.
Para clasificar as máquinas podemos empregar diferentes criterios. Un dos máis empregados é a súa complexidade. Segundo isto diferenciamos:
Máquinas simples: o seu funcionamento é sinxelo e están formadas por poucas pezas.
Máquinas compostas: teñen un funcionamento máis complexo. Están formadas por varias pezas, algunhas delas poden ser máquinas simples.
Para accionar unha máquina é necesario que se lle subministre enerxía, que pode ser achegada por seres vivos ou ter outras fontes:
Enerxía humana. Algunhas máquinas funcionan grazas á enerxía subministrada polo ser humano como, por exemplo, unha bicicleta.
Enerxía animal. Hai máquinas, como os carros tirados por cabalos, que se accionan coa enerxía dun animal.
Enerxía eléctrica. Moitas máquinas funcionan con electricidade. Un ordenador ou un secador do pelo son máquinas eléctricas.
Enerxía subministrada por algunha forza natural, como a do sol, a do vento ou a da auga. Un exemplo son os muíños que se accionan coa enerxía do vento.
O plano inclinado
Isto tan sinxelo é un plano inclinado. Foi ideado pola humanidade como un medio intelixente de aforro de forza.
Este home necesita moita menos forza para subir os toneis que si tivese que levantalos a pulso.
As pancas
Unha das máquinas máis sinxelas das que nos podemos server chámase panca. "Dádeme unha panca e un punto de apoio e moverei o Mundo", dixo Arquímedes (o mesmo que dixo "Eureka" cando descubriu a densidade dos corpos).
Nas pancas temos tres puntos recoñecibles:
-O punto de apoio, chamado fulcro, o punto donde se apoia a barra.
-Potencia ou forza que exercemos.
-Resistencia que fai o peso do corpo.
Existen tres xéneros o graos de pancas:
As pancas de primeiro grao: O punto de apoio está entre a potencia (ou forza) e a resistencia.
Panca de 1º
grao.
Palanca de
1º grado.
As pancas de segundo grao teñen a resistencia (ou carga) no medio.
As pancas de terceiro grao teñen a potencia no medio.
As poleas
As poleas son rodas que xiran ao redor dun eixe e que teñen o perímetro exterior deseñado para facilitar o contacto con cordas ou correas.
As poleas teñen tres partes:
Cubo: é a parte central da polea. Nela sitúase un burato no que se introduce un eixe ao redor do que xira a polea.
Garganta: é a parte que entra en contacto coa corda ou correa. A forma da garganta está deseñada para conseguir o maior agarre posible entre a polea e a corda ou correa.
Corpo: é o elemento que une o cubo coa garganta.
As poleas úsanse para:
subir e baixar obxectos cun esforzo menor.
para transmitir movemento. Este tipo de poleas é moi útil en máquinas compostas. Por exemplo, nalgunhas máquinas eléctricas, as poleas úsanse para transmitir o movemento do motor a outras partes da máquina.
Un elemento ou grupo de elementos que ten unha función determinada dentro da máquina composta chámase operador. Un enchufe, unha polea, unha corda, un parafuso ou un remache son exemplos de operadores, cada un deles cumpre unha función específica dentro dunha máquina composta.
Os mecanismos son unha combinación de operadores que transmiten ou transforman o movemento que se produce na máquina. Os mecanismos constrúense encadeando varios operadores mecánicos entre si de modo que cada un vai movendo o seguinte.
Un exemplo son as engrenaxes, que están formadas por rodas dentadas que encaixan nunha cadea ou noutra roda dentada.
Engranaxes
Denomínase engranaxe ao mecanismo utilizado para transmitir a potencia mecánica dunha compoñente a outra. As engranaxes están formadas por dos rodas dentadas, das cales a maior denomínase coroa e a menor piñón. Unha engranaxe serve para transmitir movemento circular mediante o contacto de rodas dentadas.
As engranaxes máis famosas
Leonardo da Vinci, no século XV fixo os seu diseños máis espectaculares de engranaxes.
Aquí tendes uns debuxos e unha reconstrucción:
Agora utilizamos engraxes na actualidade para transmitir a forza e o movemento nos coches. Esto chámase transmisión, e ten esta pinta:
Moitas máquinas compostas funcionan con enerxía eléctrica e magnetismo.
Qué é a electricidade?
A resposta temos que buscala na estrutura da materia. Como xa sabes, a materia é todo aquilo que ten masa e volume. Unha rocha, a auga, os gases ou nós mesmos estamos formados por materia.
A parte máis pequena da materia é o átomo. Os átomos son tremendamente pequenos, polo que non podemos velos a simple vista. Non obstante, sabemos que están formados por tres tipos de partículas: os protóns, os electróns e os neutróns.
Dúas destas partículas teñen unha propiedade denominada carga:
Os electróns son partículas que teñen carga negativa.
Os protóns son partículas que teñen carga positiva.
Estas partículas son as responsables dos fenómenos eléctricos.
A diario somos testemuñas de numerosos fenómenos relacionados coa electricidade, pero preguntácheste algunha vez que é e como se produce?
A resposta temos que buscala na estrutura da materia. Como xa sabes, a materia é todo aquilo que ten masa e volume. Unha rocha, a auga, os gases ou nós mesmos estamos formados por materia.
A parte máis pequena da materia é o átomo. Os átomos son tremendamente pequenos, polo que non podemos velos a simple vista. Non obstante, sabemos que están formados por tres tipos de partículas: os protóns, os electróns e os neutróns.
Dúas destas partículas teñen unha propiedade denominada carga:
Os electróns son partículas que teñen carga negativa.
Os protóns son partículas que teñen carga positiva.
Estas partículas son as responsables dos fenómenos eléctricos.
A dínamo produce electricidade a partir do movemento.
O motor eléctrico sírvese da electricidade para producir movemento. Xusto ao revés ca dínamo.
Estas máquinas con motor eléctrico son moi populares entre nós:
Todos temos claro o que é unha pila, un enchufe, unha batería e un cargador, verdade?
Que outros tipos de motor hai?
De vapor. Os primeros automóbiles, trens e barcos do século XIX foron de vapor. Estes motores foron substituídos polos de gasóleo.
De explosión (coche de gasolina ou gasoil). A maioría dos coches sérvense de motores de gasolina, chamados de explosión. Son moi contaminantes.
De gas: algúns coches (taxis ou buses case sempre) optan por motores de gas, que son menos contaminantes cos de gasoil, aínda que máis perigosos.
Estruturas:
Unha estrutura é unha armadura ou esqueleto que serve de á construcción dun edificio, unha ponte, un coche ou calquera outra cousa.
Unha estrutura ten que ser estable para que aguante as forzas que se producen nela.
Algunhas estruturas: