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¿Que es?
Una máquina simple es un dispositivo mecánico que cambia la dirección o la magnitud de una fuerza. De acuerdo con la clasificación tradicional, las seis máquinas simples son:
- Palanca
- Torno
- Polea
- Plano inclinado
- Cuña
- Tornillo
Desde los albores de la Revolución Industrial hasta la actualidad, la concepción teórica de las máquinas ha evolucionado de forma considerable. Sin embargo, el concepto clásico de máquina simple sigue manteniendo su vigencia, tanto por su significación histórica, como por ser un valioso elemento didáctico utilizado ampliamente en la enseñanza de algunas nociones básicas de la física. Por otro lado, numerosos mecanismos sencillos basados en las máquinas simples siguen siendo generalmente utilizados para la producción artesanal.
Caracteristicas
Una máquina simple utiliza una única fuerza aplicada transformándola en una fuerza resultante, que realiza un trabajo desplazando una sola carga (o venciendo una fuerza resistente). Si se omiten las pérdidas por rozamiento, el trabajo realizado por la fuerza aplicada es igual al trabajo realizado por la fuerza resultante sobre la carga. La máquina puede aumentar la magnitud de la fuerza aplicada a lo largo de una determinada, distancia (al transformarla en la fuerza resultante), pero a costa de una disminución proporcional en la distancia recorrida por la carga. La relación entre la fuerza aplicada y la fuerza resultante se denomina ventaja mecánica.
Las máquinas simples pueden ser consideradas como los "bloques de construcción" elementales a partir de los que se diseñan máquinas más complejas (denominadas en ocasiones "máquinas compuestas" como por ejemplo, el mecanismo de una bicicleta, donde se utilizan ruedas, palancas y poleas). La ventaja mecánica de una máquina compuesta es el producto de las ventajas mecánicas de las máquinas simples de las que está compuesta.
Historia
La idea de máquina simple se originó alrededor del siglo III a. C. con el físico griego Arquímedes, que estudió la palanca, la polea, y el tornillo.Descubrió el principio de ventaja mecánica, reflejada en la famosa frase tradicionalmente atribuida a Arquímedes con respecto a la palanca: "Dame un punto de apoyo, y moveré la Tierra." (en griego, δῶς μοι πᾶ στῶ καὶ τὰν γᾶν κινάσω) con la que expresaba su comprensión de que no hay límite a la cantidad de amplificación de la fuerza que se podría lograr mediante el uso de la ventaja mecánica. Posteriormente, otros físicos griegos definieron las cinco máquinas clásicas simples (sin incluir el plano inclinado) y fueron capaces de calcular con mayor o menor propiedad su ventaja mecánica. Por ejemplo, Herón de Alejandría (hacia 10-75 dC) en su obra Mecánica incluye su famosa lista de cinco mecanismos que pueden "poner una carga en movimiento": palanca, torno, polea, cuña, y tornillo, describiendo su fabricación y usos. Sin embargo la comprensión de los griegos se limitaba a la estática de las máquinas simples (el equilibrio de fuerzas); y no incluía la consideración de efectos dinámicos, el equilibrio entre la fuerza y la distancia, o el concepto de trabajo mecánico.