Máquinas simples: física divertida para niños en Colombia | ORBITECH

¿Qué es una máquina simple?

Es un dispositivo que usa una sola fuerza para vencer otra fuerza y facilitar el trabajo. ¡Como cuando abres una lata de gaseosa!
Piensa en cualquier objeto que te ayude a hacer fuerza más fácil: tijeras, carretilla, abrelatas.
Cambia la dirección o la magnitud de la fuerza aplicada. Por ejemplo, al levantar una caja pesada con una carretilla.
Si empujas hacia abajo para levantar algo hacia arriba, ¡estás usando una máquina simple!
No crea energía, solo la transforma para hacer el trabajo más fácil.
Como cuando usas un destornillador para apretar un tornillo: no creas energía, solo la diriges mejor.

Palanca: barra rígida que gira alrededor de un punto de apoyo. Ejemplo: las tijeras de cortar tela en el taller de tu papá. $F_{1} \times d_{1} = F_{2} \times d_{2}$
Recuerda: «Punto fijo, fuerza aplicada y carga». ¡Como el sube y baja en el parque!
Rueda y eje: una rueda que gira alrededor de un eje central. Ejemplo: el timón de un bus escalera en Bogotá.
Piensa en la rueda de la fortuna en la Feria de Cali: ¡la rueda gira y el eje se queda quieto!
Polea: rueda con una cuerda que permite levantar objetos. Ejemplo: los ascensores de los edificios altos en Medellín. $F = \frac{P}{n} d o n d e n e s e l n \overset{´}{u} m e r o d e p o l e a s$
Con una polea cambias la dirección de la fuerza: jalas hacia abajo para levantar algo hacia arriba.
Plano inclinado: superficie plana con un ángulo. Ejemplo: las escaleras de la Ciudad Amurallada en Cartagena. $V e n t a j a m e c \overset{´}{a} n i c a = \frac{L}{h} d o n d e L e s l a l o n g i t u d y h l a a l t u r a$
Entre más largo sea el plano, menos fuerza necesitas. ¡Como subir una carga por una rampa en lugar de levantarla!
Cuña: plano inclinado que se mueve. Ejemplo: el cuchillo para cortar el pan en el desayuno.
La cuña separa las cosas: como cuando clavas un clavo en la pared.
Tornillo: plano inclinado enrollado en un cilindro. Ejemplo: el frasco de arequipe de la nevera.
«Gira y gira el tornillo, como cuando enroscas la tapa del jugo». ¡El arequipe se enrosca!

V e n t a j a m e c \overset{´}{a} n i c a = \frac{F u e r z a d e s a l i d a}{F u e r z a d e e n t r a d a}

Cuando combinas dos o más máquinas simples, formas una máquina compuesta. Ejemplo: una bicicleta usa ruedas, pedales (palancas) y cadena.
¡Tu patineta es una máquina compuesta! Ruedas (rueda y eje) + ejes + rodamientos (rodamientos son cojinetes).
El beneficio total es el producto de las ventajas mecánicas de cada máquina simple. $V_{t o t a l} = V_{1} \times V_{2} \times . . . \times V_{n}$
Si una máquina da 2x y otra 3x, juntas dan 6x de ventaja mecánica.
En Colombia usamos máquinas compuestas todos los días: el ascensor de un edificio en Medellín o la bicicleta para ir al colegio.
Fíjate en las escaleras eléctricas del Centro Comercial Santafé: ¡son poleas + motores (máquinas compuestas)!

V_{t o t a l} = \prod_{i = 1}^{n} V_{i}

Palanca con una regla y un lápiz: coloca el lápiz debajo de la regla y levanta una taza de agua. ¡Cambia el punto de apoyo para ver cómo varía la fuerza!
Entre más cerca esté la carga del punto de apoyo, menos fuerza necesitas.
Polea con una cuerda y una percha: cuelga la percha de un gancho y pasa la cuerda para levantar un libro.
Usa dos perchas para hacer una polea doble y verás que necesitas menos fuerza.
Plano inclinado con un libro y una regla: inclina la regla y sube una moneda. Mide la altura y la longitud para calcular la ventaja mecánica. $V = \frac{L}{h}$
Entre más inclinada esté la regla, más fuerza necesitas. ¡Como subir una cuesta empinada!

V = \frac{L}{h}

En el transporte: los buses escalera de Bogotá usan ruedas y ejes, y las rampas de acceso son planos inclinados.
Fíjate en las escaleras mecánicas del sistema TransMilenio: ¡son poleas y motores!
En la construcción: los andamios usan poleas para subir materiales, y las cuñas sujetan las tablas.
En las obras de tu barrio, busca las poleas que suben los ladrillos.
En la cocina: los cuchillos son cuñas, los abrelatas son palancas, y los frascos de mermelada son tornillos.
¡El cuchillo para cortar el pan es una cuña en acción!
En el deporte: los patines usan ruedas y ejes, y las raquetas de tenis son palancas.
En el parque, observa cómo las ruedas de tu patineta giran alrededor de los ejes.

Las 6 máquinas simples fueron descritas por científicos del Renacimiento: En el siglo XVI, estudiosos como Leonardo da Vinci documentaron su funcionamiento.
El ascensor de Medellín usa poleas y motores: Los edificios altos de Medellín dependen de sistemas de poleas para mover personas y carga.
Las escaleras de Cartagena tienen planos inclinados: La Ciudad Amurallada usa escaleras empinadas que son ejemplos de planos inclinados históricos.
Un tornillo multiplica la fuerza al girar: Cuando enroscas el tapón de un frasco, aplicas fuerza en un movimiento circular que se convierte en fuerza lineal.