Máquina simple

Tabla de máquinas simples ( Cyclopædia Chambers, 1728).[1] Las máquinas simples proporcionan un vocabulario para la comprensión de las máquinas más complejas.

Una máquina simple es un dispositivo mecánico que cambia la dirección o la magnitud de una fuerza.[5]

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.[6]

Las seis máquinas simples clásicas

De acuerdo con la clasificación establecida en el Renacimiento, las seis máquinas simples son:

Palanca

Las seis máquinas simples clásicas:
Palanca:


Lever Principle 3D.png
Torno:
Wheelaxle quackenbos.gif
Polea:
Polea-simple-fija.jpg
 
Plano inclinado:

Slope grav.svg
Cuña:
Wood splitting wedge.PNG
Tornillo:

Tornillo.svg
Tipos de palanca:
LeverFirstClass.svg LeverSecondClass.svg ThirdClassLever.svg
1ª Clase 2ª Clase 3ª Clase
  • La palanca es una barra rígida con un punto de apoyo, llamado fulcro, a la que se aplica una fuerza y que, girando sobre el punto de apoyo, vence una resistencia. Se cumple la conservación de la energía y, por lo tanto, la fuerza aplicada por su espacio recorrido ha de ser igual a la fuerza de resistencia por su espacio recorrido.

Torno

  • El torno es una máquina simple con forma de cilindro que gira libremente alrededor de su eje, de forma que permite arrollar una cuerda o un cable del que se suspenden cargas que se necesita desplazar verticalmente.

Polea

  • La polea es un dispositivo mecánico de tracción constituido por una rueda acanalada o roldana por donde pasa una cuerda, lo que permite transmitir una fuerza en una dirección diferente a la aplicada. Además, formando aparejos o polispastos de dos o más poleas es posible también aumentar la magnitud de la fuerza transmitida para mover objetos pesados, a cambio de la reducción del desplazamiento producido.

Plano inclinado

  • En el plano inclinado se aplica una fuerza para vencer la resistencia vertical del peso del objeto a levantar. Dado el principio de conservación de la energía, cuanto más pequeño sea el ángulo del plano inclinado, más peso se podrá elevar con la misma fuerza aplicada, pero a cambio, la distancia a recorrer será mayor.

Cuña

  • La cuña transforma una fuerza vertical en dos fuerzas horizontales de sentido contrario. El ángulo de la cuña determina la proporción entre las fuerzas aplicada y la resultante, de un modo parecido al plano inclinado. Es el caso de hachas o cuchillos.

Tornillo

  • El mecanismo de rosca transforma un movimiento giratorio aplicado a un volante o manilla, en otro rectilíneo en el husillo, mediante un mecanismo de tornillo y tuerca. La fuerza aplicada por la longitud de la circunferencia del volante ha de ser igual a la fuerza resultante por el avance del husillo. Dado el gran desarrollo de la circunferencia y el normalmente pequeño avance del husillo, la relación entre las fuerzas es muy grande. Herramientas como el gato del coche o el sacacorchos derivan del funcionamiento del tornillo.

Pese al carácter tradicional de la lista anterior, no es infrecuente encontrar listas que incluyan algún elemento mecánico distinto. Por ejemplo, algunos autores consideran a la cuña y al tornillo como aplicaciones del plano inclinado; otros incluyen a la rueda como una máquina simple; también se considera el eje con ruedas una máquina simple, aunque sea el resultado de juntar otras dos máquinas simples.[7]

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