Clase 1:
¿Qué es un mecanismo?
Un mecanismo es un conjunto de piezas que transmiten o transforman un movimiento. Al contrario de lo que ocurría con las estructuras, que eran conjuntos de elementos diseñados para aguntar cargas sin deformarse, los mecanismos están diseñados precisamente para que unos elementos puedan desplazarse respecto a otros.
Abajo se muestran dos ejemplos muy sencillos de estructura (izquierda) y de mecanismo (derecha). Mientras que los elementos de la construcción de la izquierda son inamovibles, la construcción de la derecha se puede deformar moviendo el punto rojo:
Piensa en tu bicicleta. Una bicicleta es un ejemplo de mecanismo en el que se transforma el movimiento de nuestras piernas (movimiento de entrada) en el movimiento de las ruedas (movimiento de salida). Con ello conseguimos desplazarnos a gran velocidad sin demasiado esfuerzo.
Los movimientos de entrada y salida de los mecanismos pueden ser de diferentes tipos, como veremos en el siguiente apartado.
Tipos de movimiento.
Movimiento lineal.
Se dice que el movimiento de un cuerpo es lineal (o rectilíneo) cuando la trayectoria seguida por este es una recta:
Cuando un cuerpo se desplaza con movimiento rectilíneo lo hace con una determinada velocidad, a la que denominamos velocidad lineal, la cual se puede calcular con la siguiente ecuación:
\huge v= \frac{d}{t}Donde la v representa la velocidad, la d la distancia recorrida y la t el tiempo que el cuerpo ha tardado en recorrerla.
Si en la ecuación anterior se introduce la distancia en kilómetros y el tiempo en horas se obtendrá la velocidad en kilómetros por hora (km/h). Sin embargo, lo más correcto es introducir la distancia en metros y el tiempo en segundos, con lo que se obtiene la velocidad en metros por segundo (m/s).
Ejemplo: Calcular la velocidad de un coche que tarda 2 segundos en desplazarse 18 metros en línea recta.
\large v= \frac{18}{2}=9\ m/sMovimiento circular.
Se dice que el movimiento de un cuerpo es circular cuando la trayectoria seguida por este es una circunferencia:
Todo movimiento circular viene determinado por un radio, como puede verse en la animación de arriba. Cuando el radio del movimiento circular se hace nulo el cuerpo empieza a girar sobre sí mismo. Un ejemplo típico de cuerpo con movimiento circular (o aproximadamente circular) es la Tierra. La tierra experimenta un movimiento circular alrededor del Sol (movimiento de traslación) y otro sobre sí misma (movimiento de rotación).
Cuando un cuerpo se desplaza con movimiento circular lo hace con una determinada velocidad, que en este caso se denomina velocidad angular (o de rotación). En tecnología, vamos a utilizar la siguiente ecuación para calcular la velocidad angular:
\huge n=\frac{nº\ de\ vueltas}{t}Donde n representa la velocidad angular y t el tiempo que se tarda en dar el nº de vueltas indicado.
En la asignatura de tecnología siempre se introducirá en la fórmula el tiempo en minutos, de tal manera que se obtendrá la velocidad en revoluciones por minuto (rpm).
Ejemplo: Calcular la velocidad angular de un tiovivo que da 12 vueltas cada 3 minutos.
\large n=\frac{12}{3}=4\ rpmMovimiento lineal alternativo.
Es una variante del movimiento lineal que tiene muchas aplicaciones en tecnología como iremos viendo a lo largo del tema. Como se puede ver en la siguiente animación, no es más que un movimiento lineal oscilante:
Movimiento circular alternativo.
Aunque no tiene tantas aplicaciones como el movimiento anterior, el movimiento circular también puede ser alternativo, es decir, oscilante. Tal vez el ejemplo más conocido de este tipo de movimiento sea el de un péndulo.
Clasificación de los mecanismos.
Los diferentes mecanismos que vamos a ir estudiando a lo largo del tema se suelen clasificar en función de sus movimientos de entrada y salida:
- Si tanto el movimiento de entrada como el de salida son lineales se dice que el mecanismo es de transmisión lineal.
- Si tanto el movimiento de entrada como el de salida son circulares se dice que el mecanismo es de transmisión circular.
- Si el movimiento de entrada es distinto de salida (lineal-circular o circular-lineal) se dice que el mecanismo es de transformación.
