jueves, 28 de julio de 2011
Tipos de enegia
Introducción
La energía, como sabemos, es indispensable para la subsistencia del hombre, pero, ¿conocemos su real significado y de que manera afecta nuestra vida diaria?
En este álbum veremos los distintos tipos de energía y lo que es la energía. También sus significados y algunos dibujos, fotos y ejemplos de todos los tipos de energía.
¿Qué es la Energía?
Eficacia, poder, virtud para obrar.
Fuerza de voluntad, vigor y tesón.
Causa capaz de transformarse en trabajo mecánico.
La Energía es un concepto esencial de las ciencias. Desde un punto de vista material complejo de definir. La más básica de sus definiciones indica que se trata de la capacidad que poseen los cuerpos para producir Trabajo, es decir la cantidad de energía que contienen los cuerpos se mide por el trabajo que son capaces de realizar.
La realidad del mundo físico demuestra que la energía, siendo única, puede presentarse bajo diversas Formas capaces de Trasformarse unas a otras.
Fuentes de Energía Renovables
Las energías renovables son aquellas que llegan en forma continua a la Tierra y que a escalas de tiempo real parecen ser inagotables.
Ejemplos:
Energía Hidráulica
Energía Solar
Energía biomasa
Energía Mareomotriz
Fuentes de Energía No Renovables
Son fuentes de energía no renovables aquellas que se encuentran en forma limitada en nuestro planeta y se agotan a medida que se les consume.
Ejemplos:
El carbón.
El petróleo
El Gas Natural
La energía geotérmica
La energía nuclear
Energía solar
Es la energía que llega a la Tierra proveniente de la estrella más cercana a nuestro planeta: El Sol. Esta energía abarca un amplio espectro de Radiación Electromagnética, donde la luz solar es la parte visible de tal espectro.
La energía solar es generada por la llamada Fusión Nuclear que es la fuente de vida de todas las estrellas del Universo.
El hombre puede transformar la energía solar en energía térmica o eléctrica. En el primer caso la energía solar es aprovechada para elevar la temperatura de un fluido, como por ejemplo el agua, y en el segundo caso la energía luminosa del sol transportada por sus fotones de luz, incide sobre la superficie de un material semiconductor (ej: el silicio), produciendo el movimiento de ciertos electrones que componen la estructura atómica del material. Un movimiento de electrones produce una corriente eléctrica que se puede utilizar como fuente de energía de componentes eléctricos o bien electrónicos. Es el caso del principio de funcionamiento de las calculadoras solares.
Ejemplo:
Las que reciben las pantallas solares.
Energía química
Es aquella producto de una combustión (cualquier sustancia que arde o se "quema"), reacción en la cual se combina el oxígeno del aire con la materia del cuerpo que arde. Durante la combustión se producen luz y calor. Cuando las moléculas se rompen se libera energía química.
Ejemplos:
Los alimentos (sobre todo del grupo de los energéticos)
Las pilas o baterías
La gasolina
Energía potencial
La energía potencial es cuando un objeto o cuerpo no está en movimiento ( o sea en reposo)
Ejemplo:
Un columpio (que no está en movimiento)
La energía eléctrica
La energía eléctrica se produce por el movimiento de cargas eléctricas, específicamente electrones (cargas negativas que giran alrededor del núcleo de los átomos) a través de un cable conductor.
Cada vez que se acciona un interruptor, se genera un movimiento de millones de electrones, los que circulan a través de un cable conductor metálico. Las cargas que se desplazan forman parte de los átomos que conforman el cable conductor. Los electrones se mueven desde el enchufe al aparato eléctrico -ya sea lavadora, radio, televisión, etcétera- lo que produce un tránsito de energía entre estos dos puntos.
La energía eléctrica puede hacer funcionar distintos aparatos y se transforma en otras manifestaciones de ella. Por ejemplo, cuando la energía eléctrica llega a una enceradora, se transforma en energía mecánica, calórica y en algunos casos luminosa. Lo mismo se puede observar cuando funciona un secador de pelo o estufa.
¿De dónde se obtiene?
Actualmente, la energía eléctrica del mundo se puede producir a través de distintos medios como por
ejemplo:
Tostadora
Refrigerador
Ventilador
Plancha
Tetera eléctrica
Energía nuclear
La energía nuclear es aquella que se libera como resultado de una reacción nuclear. Se puede obtener por el proceso de Fisión nuclear (división de núcleos atómicos pesados) o bien por Fusión nuclear (unión de núcleos atómicos muy livianos. En las reacciones nucleares se libera una gran cantidad de energía, debido a que parte de la masa de las partículas involucradas en el proceso, se transforma directamente en energía. Lo anterior se puede explicar en base a la relación Masa- Energía producto de la genialidad del gran físico Albert Einstein.
En relación a la liberación de energía, una reacción nuclear es un millar de veces más energética que una reacción química, por ejemplo, la generada por la combustión del combustible fósil del metano.
Fisión Nuclear
Es una reacción nuclear que tiene lugar por la rotura de un núcleo pesado al ser bombardeado por neutrones de cierta velocidad. A raíz de esta división el núcleo se separa en dos fragmentos acompañado de una emisión de radiación, liberación de 2 ó 3 nuevos neutrones y de una gran cantidad de energía (200 MeV) que se transforma finalmente en calor.
Los neutrones que escapan de la fisión, al bajar su energía cinética, se encuentran en condiciones de fisionar otros núcleos pesados, produciendo una Reacción nuclear en cadena. Cabe señalar, que los núcleos atómicos utilizados son de Uranio - 235.
El proceso de la fisión permite el funcionamiento de los Reactores nucleares que actualmente operan en el mundo.
Fusión Nuclear
La fusión nuclear ocurre cuando dos núcleos atómicos muy livianos se unen, formando un núcleo atómico más pesado con mayor estabilidad. Estas reacciones liberan energías tan elevadas que en la actualidad se estudian formas adecuadas para mantener la estabilidad y confinamiento de las reacciones.
La energía necesaria para lograr la unión de los núcleos se puede obtener utilizando energía térmica o bien utilizando aceleradores de partículas . Ambos métodos buscan que la velocidad de las partículas aumente para así vencer las fuerzas de repulsión electrostáticas generadas al momento de la colisión necesaria para la fusión.
Para obtener núcleos de átomos aislados, es decir, separados de su envoltura de electrones, se utilizan gases sobrecalentados que constituyen el denominado Plasma Físico. Este proceso es propio del Sol y las estrellas, pues se tratan de gigantescas estructuras de mezclas de gases calientes atrapadas por las fuerzas de gravedad estelar.
El confinamiento de las partículas se logra utilizando un "Confinamiento Magnético", o bien un "Confinamiento Inercial". El Confinamiento Magnético aprovecha el hecho que el plasma está compuesto por partículas (núcleos) con carga eléctrica. Se sabe que si una de estas partículas interactúa con un Campo Magnético su trayectoria y velocidad cambian, quedando atrapadas por dicho Campo. El Confinamiento Inercial permite comprimir el plasma hasta obtener densidades de 200 a 1000 veces mayor que la de sólidos y líquidos. Cuando se logra la compresión deseada se eleva la temperatura del elemento, lo que facilita aún más el proceso de la fusión.
La fusión nuclear se puede representar por el siguiente esquema y relación de equilibrio:
2H + 2H → 3He + 1n+ 3,2 MeV
Ejemplo:
Bomba Atómica.
Energía Mecánica
Es aquella que el hombre utilizó, en un comienzo, como producto de su propio esfuerzo corporal. Luego, luego utilizo la fuerza animal, para lo que domesticó animales como bueyes, caballos y burros.
La energía mecánica engloba dos tipos de energía; la energía potencial (cuando el cuerpo está en reposo) y la energía cinética (cuando un cuerpo está en movimiento)
Ejemplo:
Tractor.
Energía Mareomotriz
Es la energía obtenida del movimiento de las mareas y las olas del mar. El Movimiento de mareas es generado por la interacción gravitatoria entre la Tierra y la Luna. Tal movimiento se utiliza para traspasar energía cinética a generadores de electricidad.
La gran dificultad para la obtención de este tipo de energía es su alto costo y el establecimiento de un lugar apto geográficamente para confinar grandes masas de agua en recintos naturales.
Ejemplos:
Las olas.
Las mareas.
Energía hidráulica
Es aquella energía obtenida principalmente de las corrientes de agua de los ríos.
El agua de un río se almacena en grandes embalses artificiales que se ubican a gran altura respecto de un nivel de referencia. El agua adquiere una importante cantidad de energía potencial (aquella que poseen los cuerpos que se encuentran a cierta altura). Posteriormente, el agua se deja caer por medio de ductos, por lo tanto toda su energía potencial se forma en energía cinética (aquella que posee un cuerpo gracias a su estado de movimiento). La energía cinética de las caídas de agua se aprovecha, por ejemplo, para mover turbinas generadoras de electricidad, tal es el principio de las Centrales Hidroeléctricas.
Ejemplo:
Centrales Hidroeléctricas
Energía Geotérmica
Energía contenida también en el interior de la Tierra en forma de gases. Al ser extraída se presenta en forma de gases de alta temperatura (fumarolas), en forma de vapor y agua hirviendo (geyser) y en forma de agua caliente (fuentes termales).
Ejemplos:
Las fuentes Termales
Los Geyser
Energía eólica
Esta energía es producida por los vientos generados en la atmósfera terrestre. Se puede transformar en energía eléctrica mediante el uso de turbinas eólicas que basan su funcionamiento en el giro de aspas movidas por los vientos. Bajo el mismo principio se puede utilizar como mecanismo de extracción de aguas subterráneas o de ciertos tipos de molinos para la agricultura.
Al igual que la energía solar se trata de un tipo de energía limpia, la cual sin embargo presenta dificultades, pues no existen en la naturaleza flujos de aire constantes en el tiempo, más bien son dispersos e intermitentes.
Este tipo de energía puede ser de gran utilidad en regiones aisladas, de difícil acceso, con necesidades de energía eléctrica, y cuyos vientos son apreciables en el transcurso del año. Esta descripción se ajusta bien a ciertas zonas del sur de Chile.
Ejemplo:
Tornados
Energía cinética
Energía cinética, energía que un objeto posee debido a su movimiento. La energía cinética depende de la masa y la velocidad del objeto. Las relaciones entre la energía cinética y la energía potencial, y entre los conceptos de fuerza, distancia, aceleración y energía, pueden ilustrarse elevando un objeto y dejándolo caer. Cuando el objeto se levanta desde una superficie se le aplica una fuerza vertical. Al actuar esa fuerza a lo largo de una distancia, se transfiere energía al objeto. La energía asociada a un objeto situado a determinada altura sobre una superficie se denomina energía potencial. Si se deja caer el objeto, la energía potencial se convierte en energía cinética.
Ejemplo:
Un columpio (que está en movimiento)
Energía Calórica
La energía calórica es la energía que se transmiten dos cuerpos (u objetos) con distintas temperaturas.
Ejemplos:
Agua caliente y hielo.
¿Cuáles son los tipos de Energía?
Los tipos de energía son:
Energía Mecánica
Energía Potencial
Energía Cinética
Energía Química
Energía Calórica
Energía Eléctrica
Energía Nuclear
Energía Solar
Energía Geotérmica
10- Energía eólica
11-Energía Hidráulica
12- Fuentes de energía renovables
13- Fuentes de energía no renovable
14- Energía Mareomotriz
Conclusión.
El hombre, para satisfacer sus necesidades, debe realizar una serie de trabajos. A través de la evolución de este, sus necesidades han cambiado, y por consiguiente, las maneras de realizar estos trabajos. Sin duda, entonces, la energía y su dominio es importantísima para la realización de estas tareas ya que sin ellas el ser humano no sobreviviría. Entonces, el desarrollo de las tecnologías de dominio de las energías determinarán el futuro del hombre.
Gracias a la realización de este trabajo hemos aprendido sobre la importancia de la energía, su conocimiento y dominio por parte del ser humano, para la satisfacción de las necesidades de este.
La energía, como sabemos, es indispensable para la subsistencia del hombre, pero, ¿conocemos su real significado y de que manera afecta nuestra vida diaria?
En este álbum veremos los distintos tipos de energía y lo que es la energía. También sus significados y algunos dibujos, fotos y ejemplos de todos los tipos de energía.
¿Qué es la Energía?
Eficacia, poder, virtud para obrar.
Fuerza de voluntad, vigor y tesón.
Causa capaz de transformarse en trabajo mecánico.
La Energía es un concepto esencial de las ciencias. Desde un punto de vista material complejo de definir. La más básica de sus definiciones indica que se trata de la capacidad que poseen los cuerpos para producir Trabajo, es decir la cantidad de energía que contienen los cuerpos se mide por el trabajo que son capaces de realizar.
La realidad del mundo físico demuestra que la energía, siendo única, puede presentarse bajo diversas Formas capaces de Trasformarse unas a otras.
Fuentes de Energía Renovables
Las energías renovables son aquellas que llegan en forma continua a la Tierra y que a escalas de tiempo real parecen ser inagotables.
Ejemplos:
Energía Hidráulica
Energía Solar
Energía biomasa
Energía Mareomotriz
Fuentes de Energía No Renovables
Son fuentes de energía no renovables aquellas que se encuentran en forma limitada en nuestro planeta y se agotan a medida que se les consume.
Ejemplos:
El carbón.
El petróleo
El Gas Natural
La energía geotérmica
La energía nuclear
Energía solar
Es la energía que llega a la Tierra proveniente de la estrella más cercana a nuestro planeta: El Sol. Esta energía abarca un amplio espectro de Radiación Electromagnética, donde la luz solar es la parte visible de tal espectro.
La energía solar es generada por la llamada Fusión Nuclear que es la fuente de vida de todas las estrellas del Universo.
El hombre puede transformar la energía solar en energía térmica o eléctrica. En el primer caso la energía solar es aprovechada para elevar la temperatura de un fluido, como por ejemplo el agua, y en el segundo caso la energía luminosa del sol transportada por sus fotones de luz, incide sobre la superficie de un material semiconductor (ej: el silicio), produciendo el movimiento de ciertos electrones que componen la estructura atómica del material. Un movimiento de electrones produce una corriente eléctrica que se puede utilizar como fuente de energía de componentes eléctricos o bien electrónicos. Es el caso del principio de funcionamiento de las calculadoras solares.
Ejemplo:
Las que reciben las pantallas solares.
Energía química
Es aquella producto de una combustión (cualquier sustancia que arde o se "quema"), reacción en la cual se combina el oxígeno del aire con la materia del cuerpo que arde. Durante la combustión se producen luz y calor. Cuando las moléculas se rompen se libera energía química.
Ejemplos:
Los alimentos (sobre todo del grupo de los energéticos)
Las pilas o baterías
La gasolina
Energía potencial
La energía potencial es cuando un objeto o cuerpo no está en movimiento ( o sea en reposo)
Ejemplo:
Un columpio (que no está en movimiento)
La energía eléctrica
La energía eléctrica se produce por el movimiento de cargas eléctricas, específicamente electrones (cargas negativas que giran alrededor del núcleo de los átomos) a través de un cable conductor.
Cada vez que se acciona un interruptor, se genera un movimiento de millones de electrones, los que circulan a través de un cable conductor metálico. Las cargas que se desplazan forman parte de los átomos que conforman el cable conductor. Los electrones se mueven desde el enchufe al aparato eléctrico -ya sea lavadora, radio, televisión, etcétera- lo que produce un tránsito de energía entre estos dos puntos.
La energía eléctrica puede hacer funcionar distintos aparatos y se transforma en otras manifestaciones de ella. Por ejemplo, cuando la energía eléctrica llega a una enceradora, se transforma en energía mecánica, calórica y en algunos casos luminosa. Lo mismo se puede observar cuando funciona un secador de pelo o estufa.
¿De dónde se obtiene?
Actualmente, la energía eléctrica del mundo se puede producir a través de distintos medios como por
ejemplo:
Tostadora
Refrigerador
Ventilador
Plancha
Tetera eléctrica
Energía nuclear
La energía nuclear es aquella que se libera como resultado de una reacción nuclear. Se puede obtener por el proceso de Fisión nuclear (división de núcleos atómicos pesados) o bien por Fusión nuclear (unión de núcleos atómicos muy livianos. En las reacciones nucleares se libera una gran cantidad de energía, debido a que parte de la masa de las partículas involucradas en el proceso, se transforma directamente en energía. Lo anterior se puede explicar en base a la relación Masa- Energía producto de la genialidad del gran físico Albert Einstein.
En relación a la liberación de energía, una reacción nuclear es un millar de veces más energética que una reacción química, por ejemplo, la generada por la combustión del combustible fósil del metano.
Fisión Nuclear
Es una reacción nuclear que tiene lugar por la rotura de un núcleo pesado al ser bombardeado por neutrones de cierta velocidad. A raíz de esta división el núcleo se separa en dos fragmentos acompañado de una emisión de radiación, liberación de 2 ó 3 nuevos neutrones y de una gran cantidad de energía (200 MeV) que se transforma finalmente en calor.
Los neutrones que escapan de la fisión, al bajar su energía cinética, se encuentran en condiciones de fisionar otros núcleos pesados, produciendo una Reacción nuclear en cadena. Cabe señalar, que los núcleos atómicos utilizados son de Uranio - 235.
El proceso de la fisión permite el funcionamiento de los Reactores nucleares que actualmente operan en el mundo.
Fusión Nuclear
La fusión nuclear ocurre cuando dos núcleos atómicos muy livianos se unen, formando un núcleo atómico más pesado con mayor estabilidad. Estas reacciones liberan energías tan elevadas que en la actualidad se estudian formas adecuadas para mantener la estabilidad y confinamiento de las reacciones.
La energía necesaria para lograr la unión de los núcleos se puede obtener utilizando energía térmica o bien utilizando aceleradores de partículas . Ambos métodos buscan que la velocidad de las partículas aumente para así vencer las fuerzas de repulsión electrostáticas generadas al momento de la colisión necesaria para la fusión.
Para obtener núcleos de átomos aislados, es decir, separados de su envoltura de electrones, se utilizan gases sobrecalentados que constituyen el denominado Plasma Físico. Este proceso es propio del Sol y las estrellas, pues se tratan de gigantescas estructuras de mezclas de gases calientes atrapadas por las fuerzas de gravedad estelar.
El confinamiento de las partículas se logra utilizando un "Confinamiento Magnético", o bien un "Confinamiento Inercial". El Confinamiento Magnético aprovecha el hecho que el plasma está compuesto por partículas (núcleos) con carga eléctrica. Se sabe que si una de estas partículas interactúa con un Campo Magnético su trayectoria y velocidad cambian, quedando atrapadas por dicho Campo. El Confinamiento Inercial permite comprimir el plasma hasta obtener densidades de 200 a 1000 veces mayor que la de sólidos y líquidos. Cuando se logra la compresión deseada se eleva la temperatura del elemento, lo que facilita aún más el proceso de la fusión.
La fusión nuclear se puede representar por el siguiente esquema y relación de equilibrio:
2H + 2H → 3He + 1n+ 3,2 MeV
Ejemplo:
Bomba Atómica.
Energía Mecánica
Es aquella que el hombre utilizó, en un comienzo, como producto de su propio esfuerzo corporal. Luego, luego utilizo la fuerza animal, para lo que domesticó animales como bueyes, caballos y burros.
La energía mecánica engloba dos tipos de energía; la energía potencial (cuando el cuerpo está en reposo) y la energía cinética (cuando un cuerpo está en movimiento)
Ejemplo:
Tractor.
Energía Mareomotriz
Es la energía obtenida del movimiento de las mareas y las olas del mar. El Movimiento de mareas es generado por la interacción gravitatoria entre la Tierra y la Luna. Tal movimiento se utiliza para traspasar energía cinética a generadores de electricidad.
La gran dificultad para la obtención de este tipo de energía es su alto costo y el establecimiento de un lugar apto geográficamente para confinar grandes masas de agua en recintos naturales.
Ejemplos:
Las olas.
Las mareas.
Energía hidráulica
Es aquella energía obtenida principalmente de las corrientes de agua de los ríos.
El agua de un río se almacena en grandes embalses artificiales que se ubican a gran altura respecto de un nivel de referencia. El agua adquiere una importante cantidad de energía potencial (aquella que poseen los cuerpos que se encuentran a cierta altura). Posteriormente, el agua se deja caer por medio de ductos, por lo tanto toda su energía potencial se forma en energía cinética (aquella que posee un cuerpo gracias a su estado de movimiento). La energía cinética de las caídas de agua se aprovecha, por ejemplo, para mover turbinas generadoras de electricidad, tal es el principio de las Centrales Hidroeléctricas.
Ejemplo:
Centrales Hidroeléctricas
Energía Geotérmica
Energía contenida también en el interior de la Tierra en forma de gases. Al ser extraída se presenta en forma de gases de alta temperatura (fumarolas), en forma de vapor y agua hirviendo (geyser) y en forma de agua caliente (fuentes termales).
Ejemplos:
Las fuentes Termales
Los Geyser
Energía eólica
Esta energía es producida por los vientos generados en la atmósfera terrestre. Se puede transformar en energía eléctrica mediante el uso de turbinas eólicas que basan su funcionamiento en el giro de aspas movidas por los vientos. Bajo el mismo principio se puede utilizar como mecanismo de extracción de aguas subterráneas o de ciertos tipos de molinos para la agricultura.
Al igual que la energía solar se trata de un tipo de energía limpia, la cual sin embargo presenta dificultades, pues no existen en la naturaleza flujos de aire constantes en el tiempo, más bien son dispersos e intermitentes.
Este tipo de energía puede ser de gran utilidad en regiones aisladas, de difícil acceso, con necesidades de energía eléctrica, y cuyos vientos son apreciables en el transcurso del año. Esta descripción se ajusta bien a ciertas zonas del sur de Chile.
Ejemplo:
Tornados
Energía cinética
Energía cinética, energía que un objeto posee debido a su movimiento. La energía cinética depende de la masa y la velocidad del objeto. Las relaciones entre la energía cinética y la energía potencial, y entre los conceptos de fuerza, distancia, aceleración y energía, pueden ilustrarse elevando un objeto y dejándolo caer. Cuando el objeto se levanta desde una superficie se le aplica una fuerza vertical. Al actuar esa fuerza a lo largo de una distancia, se transfiere energía al objeto. La energía asociada a un objeto situado a determinada altura sobre una superficie se denomina energía potencial. Si se deja caer el objeto, la energía potencial se convierte en energía cinética.
Ejemplo:
Un columpio (que está en movimiento)
Energía Calórica
La energía calórica es la energía que se transmiten dos cuerpos (u objetos) con distintas temperaturas.
Ejemplos:
Agua caliente y hielo.
¿Cuáles son los tipos de Energía?
Los tipos de energía son:
Energía Mecánica
Energía Potencial
Energía Cinética
Energía Química
Energía Calórica
Energía Eléctrica
Energía Nuclear
Energía Solar
Energía Geotérmica
10- Energía eólica
11-Energía Hidráulica
12- Fuentes de energía renovables
13- Fuentes de energía no renovable
14- Energía Mareomotriz
Conclusión.
El hombre, para satisfacer sus necesidades, debe realizar una serie de trabajos. A través de la evolución de este, sus necesidades han cambiado, y por consiguiente, las maneras de realizar estos trabajos. Sin duda, entonces, la energía y su dominio es importantísima para la realización de estas tareas ya que sin ellas el ser humano no sobreviviría. Entonces, el desarrollo de las tecnologías de dominio de las energías determinarán el futuro del hombre.
Gracias a la realización de este trabajo hemos aprendido sobre la importancia de la energía, su conocimiento y dominio por parte del ser humano, para la satisfacción de las necesidades de este.
Aplicaciones de la rueda
La rueda es un disco con un orificio central por el que penetra un eje que le guía en el movimiento y le sirve de sustento.
La parte operativa de la rueda es la periferia del disco, que se recubre con materiales o terminaciones de diversos tipos con el fin de adaptarla a la utilidad correspondiente. Algunas de las ruedas más empleadas son:
Rueda dentada, empleada principalmente para la transmisión del movimiento giratorio entre ejes.
Rueda de transporte, empleada para reducir el rozamiento con el suelo. Unas muy empleadas con las de cámara de aire.
Polea, muy empleada tanto para la transmisión de movimientos como para la reducción del esfuerzo al elevar o mover pesos.
Turbinas (rueda de palas), empleadas para la obtención de un movimiento giratorio a partir del movimiento de un fluido (agua, aire, aceíte...)
Composición de la rueda
Desde el punto de vista tecnológico, la rueda es un operador dependiente. Nunca puede usarse sola y siempre ha de ir acompañada de, al menos, un eje (que le guía y sirve de sustento) y de un soporte o armadura (que es el operador que controla la posición del eje y sirve de sotén a todo el conjunto).
El eje es una barra, normalmente cilíndrica, que guía el movimiento giratorio de la rueda. Dependiendo del diseño adoptado, se pueden presentar dos tipos de ejes:
Ejes que giran solidarios con la rueda (p.e. las carretillas), en cuyo caso el soporte es el que guía el movimiento. Si el eje se emplea para la transmisión del movimiento giratorio entre la rueda y otro operador (o viceversa), entonces recibe el nombre de árbol.
Ejes que estan unidos directamente al soporte (caso de las bicicletas, patinetes...), en cuyo caso la rueda gira libremente sobre el eje, que es el que le guía en el movimiento.
El soporte es un operador cuya misión es mantener al eje solidario con la máquina. En muchas aplicaciones suele tener forma de horquilla (patinetes, bicicletas, carros...).
Además, para reducir el rozamiento entre el eje y el soporte (o entre la rueda y el eje si este permanece fijo), se suele recurrir al empleo de casquillos o de rodamientos (de bolas, rodillos o agujas).
Un poco de historia
Es importante apuntar que aunque el conocimiento y uso de la rueda como operador aplicado al transporte suele ser un indicador de clasificación cultural, existieron culturas que llegaron a un alto nivel técnico y artístico desconociendo el uso práctico de la rueda (caso de las culturas preeconlombinas).
Desde el punto de vista técnico se supone que la rueda evolucionó a partir de un rodillo al que se le había colocado un eje a través de un agujero central, y aunque no existen pruebas concluyentes, se supone que rodillos de madera fabricados a partir de troncos de árbol ya fueron empleados por los egipciós hacia el 3500 a.C para el transporte de cargas pesadas.
No obstante, parece ser que la primera aplicación de la rueda como tal correspode a los tornos de alfarería (hacia el 3300 a. de C. en el oriente medio), en forma de sencillo disco de madera montado sobre un cono giratorio impulsado a mano.
Hacia el 3200 a. de C. empieza a aplicarse como elemento de transporte (en forma de rueda maciza de piedra que formaba cuerpo con ejes de amdera y se sujetaba a la carreta por medio de tiras de cuero) formando parte de carros de tracción animal.
Hacia el 2900 a. de C. se aplicó en Sumeria para la molienda de trigo (molino de ruedas).
Hacia el 1500 a. de C. empezó a emplearse como elemento motor accionado por la fuerza muscular del hombre (rueda de varios metros de diámetro por la que se mueven varios hombres haciéndola girar).
Es posible ha hacia el 1500 a. de C. ya se empleara la polea (en forma de polea simple) en Mesopotamia y Egipto.
Hacia el 260 a. de C. ya se empleaban las ruedas hidráulicas (norias) como elemento que aprovecha el movimiento lineal dela gua de los ríos para producir un movimiento firatorio que sirve como fuerza motriz.
Hacia el 250 a. de C. ya se usaban las ruedas dentadas (engranajes) para la trasmisión de movimientos rotativos entre ejes separados (reloj hidráulico de Ctebiso).
Hacia el 900 empiezan las ruedas eólicas (aprovechan la fuerza del viento para producir un movimiento giratorio) para el accionamiento de molinos de piedra en Pekín y Persia.
Las ruedas se emplean en multitud de aplicaciones, algunas muy usuales son:
Facilitar el desplazamiento de objetos reduciendo el rozamiento entre superficies (tren de rodadura, rodillo, rodamiento); como en carretillas, coches, bicicletas, patinetes, pasillos rodantes...
Obtener un movimiento rotativo en un eje a partir del movimiento del agua (rueda de palas, noria, turbina o rodete); como en contadores de agua, molinos de agua, norias de regadío, centrales hidroeléctricas, turbinas...
Transmitir un movimiento giratorio entre ejes (polea, piñón, ruedas de fricción...); como en lavadoras, neveras, bicicletas, motos, motores de automóvil, taladros, tocadiscos...
Reducir el esfuerzo necesario para elevar una masa (polea de cable, polea móvil, polipasto...); como en pozos de agua, grúas, ascensores...
Transformar en giratorio otros movimientos o viceversa (excéntrica, leva, torno); como en piedras de afilar, máquinas de coser, ruedas de timón, programadores de lavadora, cabrestantes...
La parte operativa de la rueda es la periferia del disco, que se recubre con materiales o terminaciones de diversos tipos con el fin de adaptarla a la utilidad correspondiente. Algunas de las ruedas más empleadas son:
Rueda dentada, empleada principalmente para la transmisión del movimiento giratorio entre ejes.
Rueda de transporte, empleada para reducir el rozamiento con el suelo. Unas muy empleadas con las de cámara de aire.
Polea, muy empleada tanto para la transmisión de movimientos como para la reducción del esfuerzo al elevar o mover pesos.
Turbinas (rueda de palas), empleadas para la obtención de un movimiento giratorio a partir del movimiento de un fluido (agua, aire, aceíte...)
Composición de la rueda
Desde el punto de vista tecnológico, la rueda es un operador dependiente. Nunca puede usarse sola y siempre ha de ir acompañada de, al menos, un eje (que le guía y sirve de sustento) y de un soporte o armadura (que es el operador que controla la posición del eje y sirve de sotén a todo el conjunto).
El eje es una barra, normalmente cilíndrica, que guía el movimiento giratorio de la rueda. Dependiendo del diseño adoptado, se pueden presentar dos tipos de ejes:
Ejes que giran solidarios con la rueda (p.e. las carretillas), en cuyo caso el soporte es el que guía el movimiento. Si el eje se emplea para la transmisión del movimiento giratorio entre la rueda y otro operador (o viceversa), entonces recibe el nombre de árbol.
Ejes que estan unidos directamente al soporte (caso de las bicicletas, patinetes...), en cuyo caso la rueda gira libremente sobre el eje, que es el que le guía en el movimiento.
El soporte es un operador cuya misión es mantener al eje solidario con la máquina. En muchas aplicaciones suele tener forma de horquilla (patinetes, bicicletas, carros...).
Además, para reducir el rozamiento entre el eje y el soporte (o entre la rueda y el eje si este permanece fijo), se suele recurrir al empleo de casquillos o de rodamientos (de bolas, rodillos o agujas).
Un poco de historia
Es importante apuntar que aunque el conocimiento y uso de la rueda como operador aplicado al transporte suele ser un indicador de clasificación cultural, existieron culturas que llegaron a un alto nivel técnico y artístico desconociendo el uso práctico de la rueda (caso de las culturas preeconlombinas).
Desde el punto de vista técnico se supone que la rueda evolucionó a partir de un rodillo al que se le había colocado un eje a través de un agujero central, y aunque no existen pruebas concluyentes, se supone que rodillos de madera fabricados a partir de troncos de árbol ya fueron empleados por los egipciós hacia el 3500 a.C para el transporte de cargas pesadas.
No obstante, parece ser que la primera aplicación de la rueda como tal correspode a los tornos de alfarería (hacia el 3300 a. de C. en el oriente medio), en forma de sencillo disco de madera montado sobre un cono giratorio impulsado a mano.
Hacia el 3200 a. de C. empieza a aplicarse como elemento de transporte (en forma de rueda maciza de piedra que formaba cuerpo con ejes de amdera y se sujetaba a la carreta por medio de tiras de cuero) formando parte de carros de tracción animal.
Hacia el 2900 a. de C. se aplicó en Sumeria para la molienda de trigo (molino de ruedas).
Hacia el 1500 a. de C. empezó a emplearse como elemento motor accionado por la fuerza muscular del hombre (rueda de varios metros de diámetro por la que se mueven varios hombres haciéndola girar).
Es posible ha hacia el 1500 a. de C. ya se empleara la polea (en forma de polea simple) en Mesopotamia y Egipto.
Hacia el 260 a. de C. ya se empleaban las ruedas hidráulicas (norias) como elemento que aprovecha el movimiento lineal dela gua de los ríos para producir un movimiento firatorio que sirve como fuerza motriz.
Hacia el 250 a. de C. ya se usaban las ruedas dentadas (engranajes) para la trasmisión de movimientos rotativos entre ejes separados (reloj hidráulico de Ctebiso).
Hacia el 900 empiezan las ruedas eólicas (aprovechan la fuerza del viento para producir un movimiento giratorio) para el accionamiento de molinos de piedra en Pekín y Persia.
Las ruedas se emplean en multitud de aplicaciones, algunas muy usuales son:
Facilitar el desplazamiento de objetos reduciendo el rozamiento entre superficies (tren de rodadura, rodillo, rodamiento); como en carretillas, coches, bicicletas, patinetes, pasillos rodantes...
Obtener un movimiento rotativo en un eje a partir del movimiento del agua (rueda de palas, noria, turbina o rodete); como en contadores de agua, molinos de agua, norias de regadío, centrales hidroeléctricas, turbinas...
Transmitir un movimiento giratorio entre ejes (polea, piñón, ruedas de fricción...); como en lavadoras, neveras, bicicletas, motos, motores de automóvil, taladros, tocadiscos...
Reducir el esfuerzo necesario para elevar una masa (polea de cable, polea móvil, polipasto...); como en pozos de agua, grúas, ascensores...
Transformar en giratorio otros movimientos o viceversa (excéntrica, leva, torno); como en piedras de afilar, máquinas de coser, ruedas de timón, programadores de lavadora, cabrestantes...
viernes, 22 de julio de 2011
El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que: «Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja». Esta fuerza1 recibe el nombre de empuje hidrostático o de Arquímedes, y se mide en newtons (en el SI). El principio de Arquímedes se formula así:
e=M g=Pf g V
Donde E es el empuje , ρf es la densidad del fluido, V el «volumen de fluido desplazado» por algún cuerpo sumergido parcial o totalmente en el mismo, g la aceleración de la gravedad y m la masa, de este modo, el empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad existente en ese lugar. El empuje (en condiciones normales2 y descrito de modo simplificado3 ) actúa verticalmente hacia arriba y está aplicado en el centro de gravedad del fluido desalojado por el cuerpo; este punto recibe el nombre de centro de carena.
e=M g=Pf g V
Donde E es el empuje , ρf es la densidad del fluido, V el «volumen de fluido desplazado» por algún cuerpo sumergido parcial o totalmente en el mismo, g la aceleración de la gravedad y m la masa, de este modo, el empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad existente en ese lugar. El empuje (en condiciones normales2 y descrito de modo simplificado3 ) actúa verticalmente hacia arriba y está aplicado en el centro de gravedad del fluido desalojado por el cuerpo; este punto recibe el nombre de centro de carena.
¿Porque un avion vuela?
Son más pesados que el aire y sin embargo vuelan. A qué se debe? En este capítulo veremos las leyes básicas de la aerodinámica que posibilitan el vuelo tanto a nuestros modelos como a un Jumbo que puede llegar a pesar hasta 350 toneladas a la hora del despegue.
Para que un objeto permanezca en vuelo, simplemente la fuerza vertical que lo eleve tendrá que ser igual o mayor que la fuerza de su peso.
Cómo se crea esa fuerza vertical que sostendrá al avión? El ala tiene una forma de sección especial, el perfil alar, que al paso del aire crea la fuerza de sustentación. La curvatura de este perfil obliga al aire pasar a mayor velocidad por encima que por debajo causando una diferencia de presiones, más baja arriba que abajo, con lo cual el ala tenderá a subir.
Como hemos visto, la condición para que esto ocurra es que el aire pase a una cierta velocidad por el ala. Cuanto mayor la velocidad mayor la sustentación (dentro de unos límites físicos, claro está). Asi que será necesario impulsar el avión hacia delante con una fuerza de tracción, en contra de la resistencia al aire, para que el ala pueda crear la fuerza de sustentación necesaria para vencer el peso del avión y pueda elevarse. La fuerza de sustentación siempre será perpendicular al perfil alar.
Y esto en fondo es todo el secreto... Cuando la tracción, la resistencia al aire, la sustentación y el peso están en equilibrio, el avión volará a una velocidad y altura constante.
Como ya se mencionó más arriba, la velocidad con la que pasa el aire por el ala, influye la sustentación. A su vez, para que el avión se eleve, la sustentación deberá de ser mayor que el peso. Ahora se entiende que es importante que el avión sea lo más ligero posible. Asi la potencia de tracción podrá ser menor. Por otro lado, cuanto más aerodinámica sea la forma del avión, menos resistencia al aire tendrá y menos potencia se derrochará.
Para que un objeto permanezca en vuelo, simplemente la fuerza vertical que lo eleve tendrá que ser igual o mayor que la fuerza de su peso.
Como ya se mencionó más arriba, la velocidad con la que pasa el aire por el ala, influye la sustentación. A su vez, para que el avión se eleve, la sustentación deberá de ser mayor que el peso. Ahora se entiende que es importante que el avión sea lo más ligero posible. Asi la potencia de tracción podrá ser menor. Por otro lado, cuanto más aerodinámica sea la forma del avión, menos resistencia al aire tendrá y menos potencia se derrochará.
¿Porque un barco flota?
Un objeto que esta hueco tiene poca densidad, porque en su mayoría esta lleno de aire.
Con el barco ocurre lo mismo, aunque sea de hierro flota en el agua a causa del aire que tiene dentro.
En el caso de que se le haga un agujero en el casco, el agua entrara expulsando el aire hacia fuera, entonces la densidad de barco será mayor que la del agua y el barco se hundirá.
Hay muchos tipos de barcos y se utilizan para distintos objetivos.
Un crucero es un buque de guerra, aunque depende del contexto, ya que también es conocido como un viaje de placer en un barco de lujo.
Con el barco ocurre lo mismo, aunque sea de hierro flota en el agua a causa del aire que tiene dentro.
En el caso de que se le haga un agujero en el casco, el agua entrara expulsando el aire hacia fuera, entonces la densidad de barco será mayor que la del agua y el barco se hundirá.
Hay muchos tipos de barcos y se utilizan para distintos objetivos.
Un crucero es un buque de guerra, aunque depende del contexto, ya que también es conocido como un viaje de placer en un barco de lujo.
jueves, 21 de julio de 2011
Palancas en el cuerpo humano
La palanca, una de las cinco grandes máquinas simples de la Antigüedad, ha sido y continúa siendo un componente básico en nuestros ingenios mecánicos, permitiéndonos ahorrar multitud de esfuerzo en tareas cotidianas. Las palancas nos permiten obtener lo que llamamos una ventaja mecánica, bien sea multiplicando nuestra fuerza, ampliando la velocidad del movimiento o aumentando nuestra precisión.
Una palanca es una barra, que en el caso ideal es de masa despreciable, y que se sostiene sobre un punto de apoyo (también denominado fulcro). Al ejercer una fuerza en un punto de la palanca, ésta se transmite a través de ella, recibiéndose modificada en otro punto. Esta fuerza transmitida y modificada por la palanca se utiliza para vencer una resistencia. En función de la situación del punto de apoyo, del punto de aplicación de la fuerza ejercida y del punto en el que la resistencia es vencida, existen tres tipos de palancas.
Pero las palancas no están sólo en los artefactos construidos por el hombre, podemos encontrarlas por doquier en la naturaleza. Y como no, no podían faltar en una de las máquinas más perfectas que existen: el cuerpo humano. De hecho, gran parte del movimiento de nuestro cuerpo puede explicarse a través del trabajo conjunto de huesos, músculos y articulaciones, que actúan como simples palancas. Veámoslo.
1. PALANCAS DE PRIMER GÉNERO
En el movimiento de la cabeza cuando asentimos, encontramos una palanca de primer grado.
Al desplazar la cabeza hacia atrás, el cráneo pivota sobre la vértebra atlas (el punto de apoyo).Los músculos trapecio y esternocleidomastoideo, realizan la fuerza necesaria para mover el peso de la cabeza.
Otro ejemplo lo encontramos al realizar algo tan cotidiano como llamar a una puerta.
El músculo que trabaja es el triceps que como puedes ver arriba se inserta en el antebrazo por detrás del codo. Así el triceps se contrae, haciendo que el antebrazo pivote sobre el codo, moviendo el peso del antebrazo y alejándolo de nuestro cuerpo. Es el mismo movimiento que cuando se lanza un tiro libre en baloncesto.
2. PALANCAS DE SEGUNDO GÉNERO
Las encontramos al caminar, un movimiento tan genuinamente humano. Al andar, se ponen en juego distintos músculos que accionan palancas de 2º grado, que multiplican la fuerza para que podamos desplazar el peso de nuestro cuerpo.
Cuñas: Hachas, clavos, etc.
La cuña es una máquina simple que consiste en una pieza de madera o de metal terminada en ángulo diedro muy agudo. Técnicamente es un doble plano inclinado portátil. Sirve para hender o dividir cuerpos sólidos, para ajustar o apretar uno con otro, para calzarlos o para llenar alguna raja o hueco.
El funcionamiento de la cuña responde al mismo principio que el del plano inclinado. Al moverse en la dirección de su extremo afilado, la cuña genera grandes fuerzas en sentido perpendicular a la dirección del movimiento. .
Ejemplos muy claros de cuñas son hachas, cinceles y clavos aunque, en general, cualquier herramienta afilada, como el cuchillo o el filo de las tijeras, puede actuar como una cuña.
viernes, 15 de julio de 2011
jueves, 14 de julio de 2011
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