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Recordatorios de cómo utilizar la técnica y sus medios instrumentales (herramientas: escuadras) para realizar trazoz paralelos y rectos.
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Esta es la Tecnología primitiva que no requiere electricidad forzosamente
La Rueda* Basalla George. La evolución de la tecnología, CNCA-Grijalbo, México, 1991. pp. 20-25 Concebida como uno de los inventos más antiguos e importantes de la historia del género humano, la rueda se considera,
junto con el fuego, como el mayor logro técnico de la edad de piedra. Los más versados en la historia temprana de la cultura humana, saben que los orígenes del fuego y de la rueda no se remontan al mismo período. La rueda cuenta aprox. 6,000 años de antigüedad.
Sin embargo, incluso a este nivel de comprensión histórica, existe la tendencia a emparejar ambos sucesos. Expertos opinan que el uso del transporte rodado es señal de civilización. Ambos se consideran tan estrechamente ligados que el progreso experimentado por una cultura se a juzgado de acuerdo con la medida en que es explotado el movimiento rotativo para el transporte. Mediante este estándar, el hecho de no conocer la rueda basta para situar a una cultura lejos del mundo civilizado.
Antes de la introducción de la rueda, los objetos pesados y voluminosos eran movidos mediante trineos, plataformas de madera con o sin patines. Se utilizaban rodillos cilíndricos (troncos lisos) colocados debajo del vehículo para facilitar el movimiento de las planchas, y se cree que estos rodillos inspiraron la invención de la rueda. Sea cual sea su fuente de inspiración, las ruedas hicieron su inicial aparición en el cuarto milenio A.C. a lo largo de una amplia zona situada entre los
ríos Tigris y Rin. Los hallazgos arqueológicos actuales indican que los vehículos con ruedas fueron inventados en Mesopotamia y de ahí se difundieron a Europa Noroccidental en un espacio de tiempo muy corto. Las primeras ruedas eran discos sólidos de madera cortados de una misma tabla, o bien modelos compuestos de tres piezas de madera talladas con forma redondeada y unidas con abrazaderas. Una lectura estricta del registro arqueológicos sugiere que los primeros vehículos con ruedas eran utilizados para fines rituales y ceremoniales. Las primeras ilustraciones muestran que se empleaban para transportar efigies de deidades o personas importantes. Los más antiguos restos de transportes con ruedas se encuentran en tumbas; éstos vehículos, enterrados con los muertos eran a menudo del tipo utilizado en el campo de batalla. Por tanto, los usos ritual y ceremonia religiosa de entierro, han salido a la luz en varios lugares del Oriente próximo y Europa.
Las necesidades militares ejercieron una poderosa influencia en el desarrollo posterior de los vehículos de ruedas. Por ejemplo, la evidencia pictórica y física avala la idea de que el «carro de combate» con cuatro ruedas y la carreta de Mesopotamia fueron utilizados desde muy pronto como plataformas móviles desde las cuales podían lanzarse jabalinas. La innovadora rueda de radios, que exigía un alto nivel de artesanía, fué utilizada primero en carreteras de combate durante el
segundo milenio A.C. para crear vehículos ligeros y rápidos que pudieran ser fácilmente maniobrados durante la batalla. Además de los usos rituales y militares, la rueda también se utilizaba enel transporte de bienes. La evidencia documental de carros para el transporte de productos agrícolas, como heno, cebollas
o juncos, data del 2375 al 2000 A.C.; cerca de mil años después de la aparición inicial de la rueda. Sin embargo, puede afirmarse que el aspecto utilitario de la rueda
era primario y que la necesidad de transportar productos agrícolas fue la fuente de la invención del carro y la carreta. Vehículos con ruedas aparecieron en India durante el tercer milenio, en Egipto y China durante el segundo milenio A.C. En cuanto a Asia suroriental, África subsahariana, Australia, Polinesia y América del Norte y del Sur, las personas de estas amplias zonas consiguieron sobrevivir, y en muchos casos prosperar, sin ayuda de la rueda. Hasta la época moderna no se introdujo en estas tierras el movimiento rotativo para fines de transporte.
Especialmente interesante es el caso de Mesoamérica (aproximadamente México y América Central). Aunque el transporte rodado era desconocido hasta la llegada de los españoles, los mesoamericanos hacían objetos de miniatura con ruedas. Desde los siglos IV a XV D.C., se crearon figuras de barro de diversos animales dotados de ejes y ruedas para hacerlos móviles. Se desconoce si estas figuras eran juguetes u objetos votivos; sin embargo, independientemente de su finalidad, muestran que el principio mecánico de la rueda era perfectamente comprendido y aplicado por personas que nunca la pusieron en uso para el transporte de bienes. ¿Cómo explicar esta no explotación de un invento comúnmente considerado como uno de los dos logros técnicos mayores de todas las épocas?. Si suponemos que se trata de un pueblo cuyo desarrollo intelectual estaba tan estancado que no fue capaz de hacer un uso práctico de la rueda, ¿cómo explicar el hecho de que fuera capaz de inventar independientemente la rueda primero?. Y ¿cómo explicar el florecimiento de las culturas azteca y maya con sus logros en las artes y las ciencias?.
La respuesta a estas interrogantes es simple. Los mesoamericanos no utilizaron vehículos con ruedas porque no era factible hacerlo dadas las
características topográficas de su tierra y la fuerza animal de que disponían. El transporte rodado depende de caminos adecuados, un difícil requisito
en una región caracterizada por densas junglas y un paisaje accidentado. También se necesitaban grandes animales de tiro capaces de arrastrar
pesados vehículos de madera, pero los mesoamericanos carecían de animales domesticados que pudieran utilizar para estos fines. Los hombres y mujeres de México y América Central hacían largos recorridos, y a través de un accidentado terreno, llevando cargas en la espalda. No era necesario construir caminos para estos porteadores humanos.
Puede aportarse un caso incluso más convincente contra la superioridad y aplicabilidad universal de la rueda volviendo a su lugar de origen en el
Oriente. Entre los siglos III y XII d. C., las civilizaciones del Oriente próximo y Norte de África abandonaron el transporte con vehículos rodados y adoptaron una forma más eficiente y rápida de mover bienes y personas: sustituyeron al carro y la carreta por el camello. Este deliberado rechazo de la rueda en su misma región de origen duró más de mil años. Tuvo su fin sólo cuando las principales potencias europeas, extendiendo sus esquemas imperialistas al Oriente próximo,
reintrodujeron la rueda.
El camello como animal de carga fue preferido al transporte rodado por razones que resultan evidentes cuando se compara el camello con el típico vehículo tirado por bueyes. El camello puede transportar más, ir más rápido y viajar más lejos, con menos alimento y agua, que el buey. Los camellos de carga no necesitan ni caminos ni puentes, pueden ir campo a través, vadear ríos y torrentes, y dedican toda su fuerza a llevar la carga, sin desperdiciarla en acarrear el peso muerto de carreta. Cuando se comparan el camello y el buey, resulta sorprendente que primero llegara a adoptarse la rueda en esta región. En el Oriente próximo, una gran parte de la carga de bienes siempre era llevada por animales de carga. El sesgo en favor de la rueda llevó a los estudiosos occidentales a infravalorar la utilidad de los animales de carga y sobrestimar la contribución de los vehículos de rueda en los años anteriores a que el camello sustituyó a la rueda.
La idea occidental de que la rueda es una necesidad universal (tan crucial para la vida como el fuego) tiene un origen reciente. El fuego, fué tradicionalmente descrito como agente civilizador en las artes literarias y visuales de la cultura occidental. No fué hasta finales del siglo XIX y comienzos del XX cuando los escritores populares acerca de la tecnología elevaron a la rueda al primordial lugar que ocupa hoy.
Esta historia de la rueda comenzó como una búsqueda de un adelanto tecnológico significativo que se produjo en respuesta a una necesidad humana universal. Ha concluido con la concepción de la rueda como una invención cultural cuya significación e impacto han sido exagerados en Occidente. Aunque este examen no pretende aminorar la importancia real de la rueda en la tecnología moderna, plantea serias dudas sobre su uso como criterio para evaluar otras culturas.
Situando el transporte rodado en una perspectiva cultural histórica y geográfica más amplia, se desprenden tres ideas:
1. Que los vehículos con ruedas no se inventaron necesariamente para facilitar el movimiento de bienes;
2. que la civilización occidental es una civilización centrada en la rueda que ha llevado el movimiento rotativo en el transporte a un elevado estado de desarrollo; y,
3. que la rueda no es una invención mecánica singular, o útil, para todo el mundo en todas las épocas.
junto con el fuego, como el mayor logro técnico de la edad de piedra. Los más versados en la historia temprana de la cultura humana, saben que los orígenes del fuego y de la rueda no se remontan al mismo período. La rueda cuenta aprox. 6,000 años de antigüedad.
Sin embargo, incluso a este nivel de comprensión histórica, existe la tendencia a emparejar ambos sucesos. Expertos opinan que el uso del transporte rodado es señal de civilización. Ambos se consideran tan estrechamente ligados que el progreso experimentado por una cultura se a juzgado de acuerdo con la medida en que es explotado el movimiento rotativo para el transporte. Mediante este estándar, el hecho de no conocer la rueda basta para situar a una cultura lejos del mundo civilizado.
Antes de la introducción de la rueda, los objetos pesados y voluminosos eran movidos mediante trineos, plataformas de madera con o sin patines. Se utilizaban rodillos cilíndricos (troncos lisos) colocados debajo del vehículo para facilitar el movimiento de las planchas, y se cree que estos rodillos inspiraron la invención de la rueda. Sea cual sea su fuente de inspiración, las ruedas hicieron su inicial aparición en el cuarto milenio A.C. a lo largo de una amplia zona situada entre los
ríos Tigris y Rin. Los hallazgos arqueológicos actuales indican que los vehículos con ruedas fueron inventados en Mesopotamia y de ahí se difundieron a Europa Noroccidental en un espacio de tiempo muy corto. Las primeras ruedas eran discos sólidos de madera cortados de una misma tabla, o bien modelos compuestos de tres piezas de madera talladas con forma redondeada y unidas con abrazaderas. Una lectura estricta del registro arqueológicos sugiere que los primeros vehículos con ruedas eran utilizados para fines rituales y ceremoniales. Las primeras ilustraciones muestran que se empleaban para transportar efigies de deidades o personas importantes. Los más antiguos restos de transportes con ruedas se encuentran en tumbas; éstos vehículos, enterrados con los muertos eran a menudo del tipo utilizado en el campo de batalla. Por tanto, los usos ritual y ceremonia religiosa de entierro, han salido a la luz en varios lugares del Oriente próximo y Europa.
Las necesidades militares ejercieron una poderosa influencia en el desarrollo posterior de los vehículos de ruedas. Por ejemplo, la evidencia pictórica y física avala la idea de que el «carro de combate» con cuatro ruedas y la carreta de Mesopotamia fueron utilizados desde muy pronto como plataformas móviles desde las cuales podían lanzarse jabalinas. La innovadora rueda de radios, que exigía un alto nivel de artesanía, fué utilizada primero en carreteras de combate durante el
segundo milenio A.C. para crear vehículos ligeros y rápidos que pudieran ser fácilmente maniobrados durante la batalla. Además de los usos rituales y militares, la rueda también se utilizaba enel transporte de bienes. La evidencia documental de carros para el transporte de productos agrícolas, como heno, cebollas
o juncos, data del 2375 al 2000 A.C.; cerca de mil años después de la aparición inicial de la rueda. Sin embargo, puede afirmarse que el aspecto utilitario de la rueda
era primario y que la necesidad de transportar productos agrícolas fue la fuente de la invención del carro y la carreta. Vehículos con ruedas aparecieron en India durante el tercer milenio, en Egipto y China durante el segundo milenio A.C. En cuanto a Asia suroriental, África subsahariana, Australia, Polinesia y América del Norte y del Sur, las personas de estas amplias zonas consiguieron sobrevivir, y en muchos casos prosperar, sin ayuda de la rueda. Hasta la época moderna no se introdujo en estas tierras el movimiento rotativo para fines de transporte.
Especialmente interesante es el caso de Mesoamérica (aproximadamente México y América Central). Aunque el transporte rodado era desconocido hasta la llegada de los españoles, los mesoamericanos hacían objetos de miniatura con ruedas. Desde los siglos IV a XV D.C., se crearon figuras de barro de diversos animales dotados de ejes y ruedas para hacerlos móviles. Se desconoce si estas figuras eran juguetes u objetos votivos; sin embargo, independientemente de su finalidad, muestran que el principio mecánico de la rueda era perfectamente comprendido y aplicado por personas que nunca la pusieron en uso para el transporte de bienes. ¿Cómo explicar esta no explotación de un invento comúnmente considerado como uno de los dos logros técnicos mayores de todas las épocas?. Si suponemos que se trata de un pueblo cuyo desarrollo intelectual estaba tan estancado que no fue capaz de hacer un uso práctico de la rueda, ¿cómo explicar el hecho de que fuera capaz de inventar independientemente la rueda primero?. Y ¿cómo explicar el florecimiento de las culturas azteca y maya con sus logros en las artes y las ciencias?.
La respuesta a estas interrogantes es simple. Los mesoamericanos no utilizaron vehículos con ruedas porque no era factible hacerlo dadas las
características topográficas de su tierra y la fuerza animal de que disponían. El transporte rodado depende de caminos adecuados, un difícil requisito
en una región caracterizada por densas junglas y un paisaje accidentado. También se necesitaban grandes animales de tiro capaces de arrastrar
pesados vehículos de madera, pero los mesoamericanos carecían de animales domesticados que pudieran utilizar para estos fines. Los hombres y mujeres de México y América Central hacían largos recorridos, y a través de un accidentado terreno, llevando cargas en la espalda. No era necesario construir caminos para estos porteadores humanos.
Puede aportarse un caso incluso más convincente contra la superioridad y aplicabilidad universal de la rueda volviendo a su lugar de origen en el
Oriente. Entre los siglos III y XII d. C., las civilizaciones del Oriente próximo y Norte de África abandonaron el transporte con vehículos rodados y adoptaron una forma más eficiente y rápida de mover bienes y personas: sustituyeron al carro y la carreta por el camello. Este deliberado rechazo de la rueda en su misma región de origen duró más de mil años. Tuvo su fin sólo cuando las principales potencias europeas, extendiendo sus esquemas imperialistas al Oriente próximo,
reintrodujeron la rueda.
El camello como animal de carga fue preferido al transporte rodado por razones que resultan evidentes cuando se compara el camello con el típico vehículo tirado por bueyes. El camello puede transportar más, ir más rápido y viajar más lejos, con menos alimento y agua, que el buey. Los camellos de carga no necesitan ni caminos ni puentes, pueden ir campo a través, vadear ríos y torrentes, y dedican toda su fuerza a llevar la carga, sin desperdiciarla en acarrear el peso muerto de carreta. Cuando se comparan el camello y el buey, resulta sorprendente que primero llegara a adoptarse la rueda en esta región. En el Oriente próximo, una gran parte de la carga de bienes siempre era llevada por animales de carga. El sesgo en favor de la rueda llevó a los estudiosos occidentales a infravalorar la utilidad de los animales de carga y sobrestimar la contribución de los vehículos de rueda en los años anteriores a que el camello sustituyó a la rueda.
La idea occidental de que la rueda es una necesidad universal (tan crucial para la vida como el fuego) tiene un origen reciente. El fuego, fué tradicionalmente descrito como agente civilizador en las artes literarias y visuales de la cultura occidental. No fué hasta finales del siglo XIX y comienzos del XX cuando los escritores populares acerca de la tecnología elevaron a la rueda al primordial lugar que ocupa hoy.
Esta historia de la rueda comenzó como una búsqueda de un adelanto tecnológico significativo que se produjo en respuesta a una necesidad humana universal. Ha concluido con la concepción de la rueda como una invención cultural cuya significación e impacto han sido exagerados en Occidente. Aunque este examen no pretende aminorar la importancia real de la rueda en la tecnología moderna, plantea serias dudas sobre su uso como criterio para evaluar otras culturas.
Situando el transporte rodado en una perspectiva cultural histórica y geográfica más amplia, se desprenden tres ideas:
1. Que los vehículos con ruedas no se inventaron necesariamente para facilitar el movimiento de bienes;
2. que la civilización occidental es una civilización centrada en la rueda que ha llevado el movimiento rotativo en el transporte a un elevado estado de desarrollo; y,
3. que la rueda no es una invención mecánica singular, o útil, para todo el mundo en todas las épocas.
ENGRANAJES*
Al sacacorchos lo podemos identificar como un objeto técnico que se utiliza en algunas actividades de la vida cotidiana de ciertas personas, y el cual, para el logro de su funcionalidad (extraer el tapón de corcho de las botellas mediante la producción y aplicación de la fuerza necesaria) contiene dos principios de la ciencia de manera combinada: el tornillo y los engranajes.
Su funcionamiento es simple: al introducir el tornillo en el tapón las asas se elevan, cuando éstas se empujan hacia abajo, los piñones suben la barra dentada y con ella el corcho. (figura 1)
Los engranajes transfieren el movimiento o fuerza (es decir, la energía que levanta un peso, aplica una carga a un objeto o cambia la velocidad o dirección en que se mueve un cuerpo), sus ruedas tienen dientes que le permiten “engranarse” de modo que puedan girar, sin patinarse, en
direcciones opuestas y a distinta velocidad, esto es lo que permite que puedan transformar la velocidad, la fuerza así como la dirección de rotación de las ruedas dentadas.
Los engranajes pueden presentar varias formas y tamaños, sus dientes pueden ser rectos curvos, o estar dispuestos en diferentes ángulos. Pero independientemente de su forma y de que puedan conectarse de maneras diversas, sólo existen cuatro tipos básicos de engranajes: recto, de piñon y barra dentada, cónico y helicoidal.
Los engranajes más sencillos son los rectos. Estos se conectan en el mismo plano y transfieren energía entre dos barras paralelas. Siempre giran en dirección opuesta.
En el de piñon y barra dentada un engranaje recto se conecta con la barra dentada permitiendo transformar movimiento lineal en rotatorio y viceversa. El engranaje recto no puede rotar indefinidamente porque la longitud de la barra dentada limita su movimiento.
El engranaje helicoidal esta formado por una barra con un engranaje helicoidal que hace girar una rueda colocada en el ángulo adecuado. Sin embargo, la rueda no hace girar el engranaje de rosca. Este tipo de mecanismos siempre reduce la velocidad y aumenta la fuerza.
Los engranajes cónicos sirven para cambiar el ángulo de rotación. Estos, también se conocen como piñon y corona, o piñon y engranaje de anillo.
Los engranajes se pueden conectar de diversas maneras para cambiar la velocidad o dirección en que se mueve un cuerpo. Un engranaje para
aumentar velocidad es cuando un engranaje impulsa un engrane menor, aumentando la velocidad al tiempo que disminuye la fuerza de torsión.
Por ello, este tipo de engranajes se utilizan cuando la carga es liviana y hay que aumentar la velocidad que imprime la fuente de energía. (fig. 2).
Por el contrario, cuando una rueda conductiva impulsa a otra rueda mayor, tenemos un engranaje para reducir velocidad y aumentar la fuerza de torsión. Este tipo mecanismo se emplea para reducir la velocidad de la fuente de energía, o bien, para mover una gran carga (fig. 3).
La relación de transmisión especifica el tamaño de la rueda conductora comparado con el de la rueda más grande.(fig. 4) Los engranajes de este dibujo tienen una relación de transmisión de 4:10. Si el engranaje mayor (40 dientes) controla al más pequeño (10 dientes), éste girará más rápido (40 rpm) que el grande (10 rpm).
Al sacacorchos lo podemos identificar como un objeto técnico que se utiliza en algunas actividades de la vida cotidiana de ciertas personas, y el cual, para el logro de su funcionalidad (extraer el tapón de corcho de las botellas mediante la producción y aplicación de la fuerza necesaria) contiene dos principios de la ciencia de manera combinada: el tornillo y los engranajes.
Su funcionamiento es simple: al introducir el tornillo en el tapón las asas se elevan, cuando éstas se empujan hacia abajo, los piñones suben la barra dentada y con ella el corcho. (figura 1)
Los engranajes transfieren el movimiento o fuerza (es decir, la energía que levanta un peso, aplica una carga a un objeto o cambia la velocidad o dirección en que se mueve un cuerpo), sus ruedas tienen dientes que le permiten “engranarse” de modo que puedan girar, sin patinarse, en
direcciones opuestas y a distinta velocidad, esto es lo que permite que puedan transformar la velocidad, la fuerza así como la dirección de rotación de las ruedas dentadas.
Los engranajes pueden presentar varias formas y tamaños, sus dientes pueden ser rectos curvos, o estar dispuestos en diferentes ángulos. Pero independientemente de su forma y de que puedan conectarse de maneras diversas, sólo existen cuatro tipos básicos de engranajes: recto, de piñon y barra dentada, cónico y helicoidal.
Los engranajes más sencillos son los rectos. Estos se conectan en el mismo plano y transfieren energía entre dos barras paralelas. Siempre giran en dirección opuesta.
En el de piñon y barra dentada un engranaje recto se conecta con la barra dentada permitiendo transformar movimiento lineal en rotatorio y viceversa. El engranaje recto no puede rotar indefinidamente porque la longitud de la barra dentada limita su movimiento.
El engranaje helicoidal esta formado por una barra con un engranaje helicoidal que hace girar una rueda colocada en el ángulo adecuado. Sin embargo, la rueda no hace girar el engranaje de rosca. Este tipo de mecanismos siempre reduce la velocidad y aumenta la fuerza.
Los engranajes cónicos sirven para cambiar el ángulo de rotación. Estos, también se conocen como piñon y corona, o piñon y engranaje de anillo.
Los engranajes se pueden conectar de diversas maneras para cambiar la velocidad o dirección en que se mueve un cuerpo. Un engranaje para
aumentar velocidad es cuando un engranaje impulsa un engrane menor, aumentando la velocidad al tiempo que disminuye la fuerza de torsión.
Por ello, este tipo de engranajes se utilizan cuando la carga es liviana y hay que aumentar la velocidad que imprime la fuente de energía. (fig. 2).
Por el contrario, cuando una rueda conductiva impulsa a otra rueda mayor, tenemos un engranaje para reducir velocidad y aumentar la fuerza de torsión. Este tipo mecanismo se emplea para reducir la velocidad de la fuente de energía, o bien, para mover una gran carga (fig. 3).
La relación de transmisión especifica el tamaño de la rueda conductora comparado con el de la rueda más grande.(fig. 4) Los engranajes de este dibujo tienen una relación de transmisión de 4:10. Si el engranaje mayor (40 dientes) controla al más pequeño (10 dientes), éste girará más rápido (40 rpm) que el grande (10 rpm).
Las cinco máquinas fundamentales*
O´Brien, Roberto - Máquinas
Time-Life / Ediciones culturales Internacionales, México, 1994. pp. 16-27
Armado con su maquinaria, el hombre puede bucear, volar y ver los átomos como un mosquito -dijo Ralph Waldo Emerson-. Puede escudriñar Urano con su telescopio o destruir ciudades con sus puños de pólvora. Hoy tenemos máquinas que pueden hacer mucho más. No obstante, las partes móviles de todo ingenio mecánico pueden reducirse todavía a las cinco “máquinas simples” conocidas de los antiguos griegos -la palanca, la rueda y el eje, la polea, el plano inclinado y la cuña y el tornillo.-Los griegos también habían aprendido que una máquina funciona porque un “esfuerzo” que se ejerce en una “distancia-esfuerzo”,
se aumenta a través de la “ventaja mecánica” para superar una resistencia sobre una “distancia-resistencia”. Todo ello se resume en la fórmula:
ventaja mecánica = resistencia + esfuerzo, o = distancia esfuerzo + distancia resistencia.
Aplicaciones de esta fórmula se describen a continuación.
Time-Life / Ediciones culturales Internacionales, México, 1994. pp. 16-27
Armado con su maquinaria, el hombre puede bucear, volar y ver los átomos como un mosquito -dijo Ralph Waldo Emerson-. Puede escudriñar Urano con su telescopio o destruir ciudades con sus puños de pólvora. Hoy tenemos máquinas que pueden hacer mucho más. No obstante, las partes móviles de todo ingenio mecánico pueden reducirse todavía a las cinco “máquinas simples” conocidas de los antiguos griegos -la palanca, la rueda y el eje, la polea, el plano inclinado y la cuña y el tornillo.-Los griegos también habían aprendido que una máquina funciona porque un “esfuerzo” que se ejerce en una “distancia-esfuerzo”,
se aumenta a través de la “ventaja mecánica” para superar una resistencia sobre una “distancia-resistencia”. Todo ello se resume en la fórmula:
ventaja mecánica = resistencia + esfuerzo, o = distancia esfuerzo + distancia resistencia.
Aplicaciones de esta fórmula se describen a continuación.
LA PALANCA
Antiguas Palancas Sencillas: Fuerza Masiva de Muchas Formas “¿Cómo es que los dentistas sacan las muelas más fácilmente empleando un extractor de muelas que con sólo la mano?”, preguntó un teórico griego antiguo. Arquímedes dió la respuesta al decir “pesos iguales a distancias desiguales... se inclinan hacia el peso que está a mayor distancia”.
Ambos hablaban de la máquina más antigua del mundo: la palanca. Toda palanca tiene un punto fijo llamado “fulcro” (en el caso anterior el eje de las tenazas) y está accionado por dos fuerzas, el “esfuerzo” y el “peso” (músculo del dentista, resistencia de la muela). En su forma más simple, la barreta, o sea la palanca es un ingenio que aumenta el efecto de un pequeño esfuerzo para mover un gran peso. Al invertir el esfuerzo, sin embargo, el fulcro cambia la relación; sacar una trucha del agua requiere mucho mayor esfuerzo que el peso del pez. Pero el esfuerzo aumenta cuanta mayor sea la distancia recorrida por el pez.
Las formas de la palanca son extraordinariamente numerosas, pues las partes movibles de cualquier ingenio mecánico pueden reducirse a palancas. Arquímedes no fue ni inmodesto ni ligero cuando afirmó tajante:
“Dadme un fulcro en el que pueda apoyarme y moveré la Tierra”.
Peso (=resistance), esfuerzo (=effort), fulcro (=fulcrum), movimiento (=motion)
Antiguas Palancas Sencillas: Fuerza Masiva de Muchas Formas “¿Cómo es que los dentistas sacan las muelas más fácilmente empleando un extractor de muelas que con sólo la mano?”, preguntó un teórico griego antiguo. Arquímedes dió la respuesta al decir “pesos iguales a distancias desiguales... se inclinan hacia el peso que está a mayor distancia”.
Ambos hablaban de la máquina más antigua del mundo: la palanca. Toda palanca tiene un punto fijo llamado “fulcro” (en el caso anterior el eje de las tenazas) y está accionado por dos fuerzas, el “esfuerzo” y el “peso” (músculo del dentista, resistencia de la muela). En su forma más simple, la barreta, o sea la palanca es un ingenio que aumenta el efecto de un pequeño esfuerzo para mover un gran peso. Al invertir el esfuerzo, sin embargo, el fulcro cambia la relación; sacar una trucha del agua requiere mucho mayor esfuerzo que el peso del pez. Pero el esfuerzo aumenta cuanta mayor sea la distancia recorrida por el pez.
Las formas de la palanca son extraordinariamente numerosas, pues las partes movibles de cualquier ingenio mecánico pueden reducirse a palancas. Arquímedes no fue ni inmodesto ni ligero cuando afirmó tajante:
“Dadme un fulcro en el que pueda apoyarme y moveré la Tierra”.
Peso (=resistance), esfuerzo (=effort), fulcro (=fulcrum), movimiento (=motion)
LA RUEDA Y EL EJE
Del Molinete a la Turbina de Vapor: Palancas en Redondo
Los antiguos se dieron cuenta de que el peso y esfuerzo en una palanca eran capaces de describir un círculo alrededor de su fulcro. Cuando inventaron una palanca que podía dar vuelta a los 3,600 del círculo, idearon la segunda de las cinco máquinas básicas: la rueda y el eje.Uno de los primeros usos de está máquina elemental para el hombre fue en el molinete, para mover pesos que eran demasiado pesados para ser movidos a mano. Ató una cuerda al peso y después sujetó el otro extremo a un eje. Unos mangos en la rueda del eje le permitieron hacerla girar. Lo mismo que en una palanca, la cantidad de fuerza está en razón de dos longitudes: la del radio del eje y la del radio de la rueda. Una rueda de 25 cm en un eje de 2.5 multiplica la fuerza por diez. Una de 3 m en el mismo eje la multiplica por 120. Y así como las palancas pueden ser movidas por otras, asimismo la ventaja mecánica de la rueda y el eje se puede aumentar utilizando una serie de ruedas engranadas de diferentes tamaños. La notable versatilidad de estas palancas de 360° está claramente demostrada en las diversas formas en que la rueda y el eje están colocados en muchos artefactos comunes en los que jamás pensaríamos que fueran ruedas -un destornillador, un grifo del agua, o una llave en su cerradura.
EL EJE DE LA RUEDA sirve como PALANCA, vealo en la ilustracion.
Del Molinete a la Turbina de Vapor: Palancas en Redondo
Los antiguos se dieron cuenta de que el peso y esfuerzo en una palanca eran capaces de describir un círculo alrededor de su fulcro. Cuando inventaron una palanca que podía dar vuelta a los 3,600 del círculo, idearon la segunda de las cinco máquinas básicas: la rueda y el eje.Uno de los primeros usos de está máquina elemental para el hombre fue en el molinete, para mover pesos que eran demasiado pesados para ser movidos a mano. Ató una cuerda al peso y después sujetó el otro extremo a un eje. Unos mangos en la rueda del eje le permitieron hacerla girar. Lo mismo que en una palanca, la cantidad de fuerza está en razón de dos longitudes: la del radio del eje y la del radio de la rueda. Una rueda de 25 cm en un eje de 2.5 multiplica la fuerza por diez. Una de 3 m en el mismo eje la multiplica por 120. Y así como las palancas pueden ser movidas por otras, asimismo la ventaja mecánica de la rueda y el eje se puede aumentar utilizando una serie de ruedas engranadas de diferentes tamaños. La notable versatilidad de estas palancas de 360° está claramente demostrada en las diversas formas en que la rueda y el eje están colocados en muchos artefactos comunes en los que jamás pensaríamos que fueran ruedas -un destornillador, un grifo del agua, o una llave en su cerradura.
EL EJE DE LA RUEDA sirve como PALANCA, vealo en la ilustracion.
LA POLEA
De Levantar un Cubo, al Elevador de Construcción Eléctrico.
.
“Si queremos mover cualquier peso, atamos una cuerda a este peso y...tiramos de la cuerda hasta que lo levantamos. Para esto se necesita una fuerza igual al peso que deseamos levantar. Sin embargo, si desatamos la cuerda del peso y atamos un extremo en una sólida viga, pasamos el otro extremo por una polea que vaya sujeta al centro del peso y tiramos de la cuerda, moveremos más fácilmente el peso”.
Este relato del siglo III es una de las descripciones más antiguas y más claras de la diferencia entre una polea fija (abajo) y una polea movible (abajo). La polea fija no proporciona ayuda alguna al que tira. Para los demás sistemas complejos de poleas unidas por una sola cuerda, la ventaja mecánica la proporciona el número de segmentos de cuerda que soportan el peso. Tal ventaja, no obstante, se consigue a costa de algo; un esfuerzo menos es necesario para levantar un peso, pero la distancia a través de la cual el esfuerzo debe moverse aumenta en proporción directa a la ventaja mecánica obtenida. Así utilizando el motón y aparejo (abajo) para levantar 90 cm el peso de 24 kg. de esfuerzo ejercidos en una distancia de 2.70 metros.
Tenemos entonces 3 TIPOS DE POLEA, vease en la ilustracion.
De Levantar un Cubo, al Elevador de Construcción Eléctrico.
.
“Si queremos mover cualquier peso, atamos una cuerda a este peso y...tiramos de la cuerda hasta que lo levantamos. Para esto se necesita una fuerza igual al peso que deseamos levantar. Sin embargo, si desatamos la cuerda del peso y atamos un extremo en una sólida viga, pasamos el otro extremo por una polea que vaya sujeta al centro del peso y tiramos de la cuerda, moveremos más fácilmente el peso”.
Este relato del siglo III es una de las descripciones más antiguas y más claras de la diferencia entre una polea fija (abajo) y una polea movible (abajo). La polea fija no proporciona ayuda alguna al que tira. Para los demás sistemas complejos de poleas unidas por una sola cuerda, la ventaja mecánica la proporciona el número de segmentos de cuerda que soportan el peso. Tal ventaja, no obstante, se consigue a costa de algo; un esfuerzo menos es necesario para levantar un peso, pero la distancia a través de la cual el esfuerzo debe moverse aumenta en proporción directa a la ventaja mecánica obtenida. Así utilizando el motón y aparejo (abajo) para levantar 90 cm el peso de 24 kg. de esfuerzo ejercidos en una distancia de 2.70 metros.
Tenemos entonces 3 TIPOS DE POLEA, vease en la ilustracion.
EL PLANO INCLINADO Y LA CUÑA
Una Victoria que Facilita la Tarea del Hombre:
Las rampas, carreteras inclinadas, escoplos, hachas, arados, martillos neumáticos, cepillos de carpinteros todos ellos son ejemplos de la cuarta máquina básica: el plano inclinado y su activa hermana gemela, la cuña.
-En un sentido amplio, la cuña comprende todos los ingenios para cortar y taladrar -todo, desde el cuchillo de cocina hasta la “cuña volante” del fútbol americano.-
Es más fácil comprender cómo trabaja la cuña mirando al plano inclinado que no es más que una cuña en sección (diagrama abajo).
Mientras que la cuña hace su trabajo al moverse, el plano inclinado se mantiene fijo cuando el material “acuñado”, por decirlo así, se mueve sobre el mismo. El secreto de la ventaja mecánica del plano es: para un objeto que descanse sobre el plano, la fuerza vertical de la gravedad
que actua sobre él, está dividida en dos fuerzas más pequeñas, una perpendicular y otra paralela al plano. Y solamente es la fuerza paralela la que necesita ser neutralizada al empujar. Si no hay fricción en el plano, el esfuerzo necesario de empuje será una décima parte del peso si la
longitud del plano es diez veces su altura. O sea, una distancia superior hace posible aplicar un esfuerzo menor.
Analicemos LA MATEMÁTICA de un PLANO INCLINADO en la ilustracion.
Una Victoria que Facilita la Tarea del Hombre:
Las rampas, carreteras inclinadas, escoplos, hachas, arados, martillos neumáticos, cepillos de carpinteros todos ellos son ejemplos de la cuarta máquina básica: el plano inclinado y su activa hermana gemela, la cuña.
-En un sentido amplio, la cuña comprende todos los ingenios para cortar y taladrar -todo, desde el cuchillo de cocina hasta la “cuña volante” del fútbol americano.-
Es más fácil comprender cómo trabaja la cuña mirando al plano inclinado que no es más que una cuña en sección (diagrama abajo).
Mientras que la cuña hace su trabajo al moverse, el plano inclinado se mantiene fijo cuando el material “acuñado”, por decirlo así, se mueve sobre el mismo. El secreto de la ventaja mecánica del plano es: para un objeto que descanse sobre el plano, la fuerza vertical de la gravedad
que actua sobre él, está dividida en dos fuerzas más pequeñas, una perpendicular y otra paralela al plano. Y solamente es la fuerza paralela la que necesita ser neutralizada al empujar. Si no hay fricción en el plano, el esfuerzo necesario de empuje será una décima parte del peso si la
longitud del plano es diez veces su altura. O sea, una distancia superior hace posible aplicar un esfuerzo menor.
Analicemos LA MATEMÁTICA de un PLANO INCLINADO en la ilustracion.
EL TORNILLO
Complejidad en la Sencillez: Una Vuelta Más para la Cuña
Al rededor del año 200 a. C. un matemático griego, Apolonio de Perga, desarrolló la geometría de la hélice espiral, y trazó las bases de la quinta y más joven de todas las máquinas simples: el tornillo.
En cierto sentido, un tornillo no es una máquina “simple” en modo alguno, ya que depende de otra máquina, una palanca, para su manejo. Puede mirársele como una cuña retorcida que deriva su fuerza no de la percusión sino de ser girada por medio de una palanca (diagramas anteriores). Explicado en forma distinta puede imaginarse como un cilindro con un plano inclinado envuelto a su alrededor (abajo). Los tornillos más famosos de la antigüedad fueron los de Arquímedes: uno de ellos estaba diseñado para elevar agua, otro le permitía arrastrar un buque de tres palos con su carga completa a tierra firme.
El tornillo puede funcionar de dos maneras principales: levantando pesos y estrujando o sujetando diversos objetos. En el primer papel convierte el movimiento rotativo en movimiento de línea recta. Un tornillo encuentra su ventaja mecánica en razón de dos dimensiones: la longitud de la palanca que lo mueve y la distancia entre los hilos de rosca (diagrama).
Complejidad en la Sencillez: Una Vuelta Más para la Cuña
Al rededor del año 200 a. C. un matemático griego, Apolonio de Perga, desarrolló la geometría de la hélice espiral, y trazó las bases de la quinta y más joven de todas las máquinas simples: el tornillo.
En cierto sentido, un tornillo no es una máquina “simple” en modo alguno, ya que depende de otra máquina, una palanca, para su manejo. Puede mirársele como una cuña retorcida que deriva su fuerza no de la percusión sino de ser girada por medio de una palanca (diagramas anteriores). Explicado en forma distinta puede imaginarse como un cilindro con un plano inclinado envuelto a su alrededor (abajo). Los tornillos más famosos de la antigüedad fueron los de Arquímedes: uno de ellos estaba diseñado para elevar agua, otro le permitía arrastrar un buque de tres palos con su carga completa a tierra firme.
El tornillo puede funcionar de dos maneras principales: levantando pesos y estrujando o sujetando diversos objetos. En el primer papel convierte el movimiento rotativo en movimiento de línea recta. Un tornillo encuentra su ventaja mecánica en razón de dos dimensiones: la longitud de la palanca que lo mueve y la distancia entre los hilos de rosca (diagrama).