Mecanismes
Mecanismes i màquines
Màquina
És un conjunt d’elements que interactuen entre ells i que és capaç de realitzar un treball o aplicar una força.
Mecanismes
Els diversos elements que constitueixen les màquines.
Palanca
Es una màquina simple capaç de multiplicar la força.
formada per:
Barra rígida
Punt de recolzament
Podem aixecar molt de pes exercint una força poc intensa.
Llei de la palanca
El braç és la distància des del punt d’aplicació de la força al punt de recolzament.
Quan una palanca està en equilibri, la força aplicada, F, multiplicada pel seu braç, BF , és igual a la resistència (pes), R, multiplicada pel seu braç, BR.
La força i la resistència es mesuren en newtons, N.
Tipus de palanques:
De primer gènere
--> El punt de recolzament es troba entre la força i la resistència.
--> En funció de la longitud dels braços, la força serà més gran, més petita o igual que la resistència.
De segon gènere
--> La resistència es troba entre el punt de recolzament i la força.
--> Aquestes palanques tenen avantatge mecànic; és a dir, aplicant poca força es venç una gran resistència, ja que el braç motor (BF) és sempre major que el braç resistent (BR).
De tercer gènere
--> La força es troba entre el punt de recolzament i la resistència.
--> Aquestes palanques tenen desavantatge mecànic; cal aplicar molta força per vèncer poca resistència. En aquest cas el braç motor és menor que el braç resistent.
Politges i polispasts
Politja
És una roda amb una ranura a la vora per on s’introdueix una corda o corretja.
Una politja facilita la tasca d’elevar objectes perquè canvia la direcció de la força i permet que ens ajudem del nostre propi pes. I es pot reduir la força necessària per elevar una càrrega combinant diverses politges.
Vuit politges mòbils
Es divideix per 16 la força a canvi de recollir 16 vegades més la longitud de la corda.
Una politja fixa i una mòbil
El pes penja de la politja mòbil i es reparteix entre les dues cordes. El pes penja de la politja mòbil i es reparteix entre les dues cordes.
Politja fixa
Una politja simple no redueix el valor de la força necessària per pujar un pes, però amb la politja és més còmode elevar-lo. En aquest cas la politja gira, però sense moure’s del seu lloc.
Polispast
És un conjunt de politges que ens permet elevar un gran pes exercint una força poc intensa.
El polispast més senzill està format per una politja fixa i una politja mòbil. La politja fixa gira quan es tira la corda i la politja mòbil gira al mateix temps que es desplaça cap a dalt.
Torn
És un cilindre amb una manovella que el fa girar, de manera que permet aixecar pesos amb menys esforç que sense ell.
la força que exercim sobre la manovella serà menor que la resistència que aixequem.
Pla inclinat, falca i cargol
Pla inclinat
És una rampa que serveix per elevar càrregues fent menys esforços.
Si la rampa està poc inclinada, la força que haurà d’exercir serà molt petita, però haurà de recórrer una gran distància.
Falca
És un pla inclinat doble, on la força que s’hi aplica perpendicular a la base es transmet multiplicada a les cares de la falca.
La força augmenta més com major longitud tenen les cares i menor longitud té la base.
Cargol
És un pla inclinat enrotllat sobre un cilindre.
Quan s’hi aplica pressió i s’enrosca, es multiplica la força aplicada. Cada filet de la rosca fa de falca, i s’introdueix en el material amb poc esforç.
Mecanismes per transmetre el moviment
Mecanismes de transmissió
permeten transferir el moviment des d’una peça d’una màquina a una altra.
Transmissió per corretja.
Està format per una corretja que condueix el moviment d’una politja a una altra. Les ranures de totes dues politges tenen la mateixa mida i la corretja entre totes dues ha de tenir la tensió adequada perquè es transmeti el moviment.
La politja petita gira a més velocitat perquè la seva vida és menor.
D1 --> diàmetre de la politja 1
D2 --> diàmetre de la politja 2
W1 --> velocitat angular de la politja 1
W2 --> velocitat angular de la politja 2
D1 · ω1 = D2 · ω2
Transmissió per cadena i rodes.
Està format per una cadena i rodes dentades.
Z --> nombre de dents
W --> velocitat angular
Z1 · ω1 = Z2 · ω2
Transmissió per engranatges.
El nombre de dents d’un engranatge multiplicat per la seva velocitat angular és igual al nombre de dents de la roda amb la qual engrana multiplicat per la velocitat angular a què es mou aquesta. És a dir:
Z1 · ω2 = Z2 · ω2
Trens de mecanismes
Tren d’engranatges
Tren de rodes i cadenes
Tren de politges
Cargol sense fi i roda
És una altra forma de transmissió de moviments, però aquest cop entre eixos que són perpendiculars entre ells.
Relació de transmissió
És el quocient de les velocitats angulars dels dos elements que es mouen. Es representa amb la lletra r.
--> La velocitat angular motriu (ωmotriu) és la que té l’element que acciona el mecanisme.
--> La velocitat angular conduïda (ωconduïda) és la de l’element que rep el moviment.
--> Quan la velocitat conduïda és major que la motriu, es diu que el sistema és multiplicador de velocitat.
--> Si la velocitat conduïda és menor que la motriu, es diu que el sistema és reductor de velocitat.
Mecanismes de transformació
Canvien el tipus de moviment, de lineal a circular, o a la inversa, i d’alternatiu a circular, o a la inversa.
Transformacions de moviment circular a lineal o lineal a circular: pinyó-cremallera
Compost per dues peces:
Un engranatge, anomenat pinyó, que gira al voltant d’un eix.
Una barra dentada, anomenada cremallera, que es desplaça seguint un moviment lineal.
Transformació de moviment circular a alternatiu
Biela-manovella. Té dues barres articulades: una gira i l’altra es desplaça per una guia. La barra que gira s’anomena manovella, i l’altra, biela.