Área de Educación Tecnológica Ciencia y Tecnología I 7mo ...

Área de Educación Tecnológica

Ciencia y Tecnología 1° BTO Máquinas y herramientas pag. 1/17


Ciencia y Tecnología I

7mo grado

De las herramientas a las máquinas



Las máquinas

Introducción

Desde hace muchos, muchos años, las personas necesitan realizar tareas que sobrepasan sus capacidades: mover rocas muy grandes y pesadas, transportar objetos o personas a grandes distancias, cortar árboles, excavar la tierra, etc. Para solucionar estos problemas, se crean las máquinas. Una grúa es una máquina,

también lo son un ascensor, un auto, una motosierra o una excavadora.

Hay diferentes tipos de máquinas. Unas sirven para transportar materiales, personas o animales; otras, en cambio, procesan los materiales, mezclándolos, cortándolos, calentándolos, enfriándolos o triturándolos, por ejemplo.

No todas las máquinas se utilizan para transportar o procesar materiales. El televisor, la computadora, el reloj, la radio o el teléfono celular, también son máquinas. En estos casos se trata de artefactos que procesan y/o transportan información.

En todos los casos, las máquinas, utilizan y transforman algún tipo de energía.

En la actualidad la mayoría de las máquinas funcionan gracias a la energía proveniente de la electricidad o de algún tipo de combustible. En otros tiempos se utilizaba la energía eólica de los molinos o la hidráulica de las ruedas hidráulicas. También se aprovechaba la fuerza de los animales.

Existen muchas maneras de definir lo que es una máquina. Todas concuerdan en que

las máquinas poseen las siguientes características:

- las máquinas son creadas por las personas para extender sus capacidades necesarias para la realización de las tareas;

- las máquinas utilizan algún tipo de energía para funcionar; - las máquinas, como resultado, pueden entregar: movimiento, calor, frío,

sonido, imágenes, datos, etc.



¿Herramientas o máquinas?

Cuchillos, serruchos, palas, tijeras, escobas o coladores, son también ejemplos de artefactos creados por las personas para extender sus capacidades. Ellos funcionan

como prolongaciones de las manos, permitiendo realizar acciones tales como apretar, cortar, sostener, agarrar, etc.

Muchas de estas herramientas surgen desde la prehistoria y fueron mejorándose, tanto en sus formas como en relación a los materiales utilizados.

Las herramientas suelen utilizarse en los talleres y fábricas, pero también en el campo y en los hogares. En las cocinas suele haber ingeniosas herramientas para cortar huevos en rodajas, pelar papas o descorazonar manzanas. También son herramientas muchos de los artefactos que utilizamos cotidianamente como los lápices y lapiceras o

las raquetas, paletas y palos de hockey.

En las siguientes imágenes podemos ver algunos artefactos un poco más complejos

que las anteriores. Tienen varias partes, funcionan gracias a la energía proveniente de las personas y tienen en su interior una serie de mecanismos que transmiten y transforman los movimientos generados por las personas.



A este tipo de artefactos, que tiene aspectos comunes tanto con las herramientas

como con las máquinas, se los suele denominar de dos maneras diferentes: máquinas accionadas por el hombre o herramientas complejas.

Las máquinas pueden clasificarse según diferentes criterios, uno de ellos es

en base al tipo de energía que necesitan para funcionar:

- Máquinas eléctricas: funcionan gracias a la electricidad

- Máquinas térmicas: funcionan gracias a algún tipo de combustible

- Máquinas mecánicas: funcionan mediante el movimiento del hombre y de mecanismos

- Máquinas neumáticas: funcionan por el movimiento de aire comprimido

- También las hay: hidráulicas (usan el agua en movimiento, pro ejemplo de

como los ríos), eólicas (utilizan la energía del viento)

Función y funcionamiento

Es importante aclarar la diferencia entre términos que muchas veces consideramos equivalentes.

La función alude al objetivo o la finalidad para la cual esa máquina o herramienta fue creada y el funcionamiento relata o explica como lo hace, es decir como lleva a cabo ese fin, por ejemplo el telégrafo tiene como finalidad comunicar un mensaje al igual que otros medios de comunicación como el teléfono pero lo hacen en forma diferente.

Reconociendo tipos de máquinas y herramientas

Actividad 1:

Dado el siguiente listado:

Cinta transportadora, escalera mecánica, calculadora, grúa, hacha, computadora, abrelatas, automóvil, sacacorchos, picadora de carne, teléfono, lijadora, impresora, carreta, máquina de coser, cuchillo,

agujereadora , ascensor.

- Realizá en tu carpeta, usando instrumentos de dibujo, una tabla de

tres columnas, ubicando. en una las maquinas, en otra las herramientas, y en la restante las maquinas simples o herramientas compuestas.

- Marcá con un color, aquellas que se utilizan para el transporte de

materiales o personas. Marcá con otro color las que sirven para procesar materiales.

- Marcá con un tercer color los que procesan información



Máquinas para controlar el paso

Puertas, barreras, portones, puentes, son dispositivos que fueros diseñados y construidos por el hombre ante la necesidad de

controlar, impedir o permitir, regular el paso de hombres, mercancías, vehículos de un lugar a otro.

Muchos son los elementos que permiten esta tarea, por ejemplo

un puente, no solo es una estructura de ingeniería para conectar dos extremos, éste es mucho más que eso. Un puente es cultura, educación, salud, comunicación, trabajo, conectividad, desarrollo, sociabilidad e historia.

Una barrera es una especie de barra que impide el paso de manera temporal en un determinado camino. Son principalmente instaladas en los pasos a nivel para que se detenga el tránsito de automóviles mientras el tren transita por ese tramo de su recorrido. ...

Otros dispositivos son los que nos permiten el ingreso y egreso controlado a ciertos lugares, portones, puertas, etc

Analizando

Actividad 2:

Completa la siguiente tabla con las diferentes energías involucradas.

Artefacto Tipo de energía que lo hace funcionar

Tipo de movimiento, energía o producto

obtenido.

bicicleta

Estufa a gas

Secador de pelo

Ascensor

Taladro manual

molino

moto

lavarropas



La puerta

observá el manual virtual del campus de la escuela y seguí los pasos

del armado del dispositivo

Probá el funcionamiento del modelo terminado

Completá sobre la imagen dibujo los nombres de las partes más

importantes del modelo.

Partes: puerta, base, poleas con correa, eje, bloques , manivela, columna



Partes y funciones

A cada parte, una función

Hasta ahora hemos visto diferentes aparatos que a su vez se componen de

diferentes partes, tales como palancas, hilos, etc.

Como analizar el funcionamiento de un sistema suele ser bastante complejo,

vamos a utilizar un modelo que nos permitirá determinar la función que cumple cada una de las partes que componen los mismos.

Es necesario clasificar a cada una de sus partes dentro de 7 categorías:

- Conducción: cumplen ésta función aquellas partes del sistema que

guían el flujo. En un sistema “de riego artificial” las mangueras cumplen ésta función.

- Transformación: cumplen ésta función aquellas partes del sistema

que cambian o modifican el flujo. Ejemplo: Una lamparita, transforma la energía eléctrica que recibe en energía lumínica

- Regulación: cumplen ésta función aquellas partes del sistema que

controlan flujo o el caudal de flujo que circula. Ejemplo: la canilla regula el flujo de agua que circula.

- Unión: cumplen ésta función aquellas partes del sistema que conectan

dos o más partes del sistema. Ejemplo : tornillos o clavos

- Estructura: Son las partes del sistema que contienen, protegen o

sostienen al sistema. En un “Edificio” el conjunto de columnas, vigas y tensores sostienen al sistema.

- Depósito: Cumplen ésta función aquellas partes del sistema que

almacenan el flujo. En el sistema “computadora” el Disco Rígido cumple la función de almacenar información.

- Sensor: Pueden detectar: presencia, temperatura, luminosidad,

velocidad, presión etc. En los aeropuertos, las puertas, poseen un sensor que detecta la presencia de materia en un radio cercano y a partir de ese estado activa un motor que permite abrir las puertas automáticamente.



Ejercitación

Para verificar que los conceptos explicados fueron comprendidos, te

proponemos completar la tabla de partes y funciones.

En esta tabla encontrarás partes que pertenecen a diferentes aparatos o

dispositivos.

Parte Función Flujo

Cuchillas

interruptor

cable

carcaza

tornillos

Columnas

termómetro

Perilla del volumen

pila

mangueras

canasto

motor

hilo

pendrive

Detector de metales

lamparita

colador

Gancho (grúa)



Las máquinas como sistemas.

Un sistema es un conjunto de elementos que se relacionan entre sí en función de un objetivo. Una herramienta es un sistema; una máquina también lo es.

Los sistemas, para lograr su objetivo, necesitan que ingresen, circulen y salgan determinados elementos. A estos elementos se los denomina flujos.

Entrada Salida

Un ejemplo

Un lavarropas es un sistema. Su objetivo es lavar la ropa.

Los flujos se pueden clasificar en tres categorías:

Materia: es el flujo tangible que se puede tocar.

En el caso de un lavarropas es el flujo de entrada es la ropa sucia. Dentro de este

ejemplo, incluimos el agua y el jabón.

En un Diagrama de bloques, el flujo de materia se representa utilizando una flecha continua.

Energía: Este flujo lo podemos hallar en diferentes formas como mecánica, térmica, solar etc. y nos permiten, por su intermedio, realizar las transformaciones.

En el sistema lavarropas, la electricidad permite que el motor genere un movimiento de rotación que permita mezclar el agua, la ropa sucia y los productos de limpieza.

En un Diagrama de bloques el flujo de energía se representa utilizando una flecha doble

Maquina

Lavarropas Energía eléctrica Ropa limpia y agua sucia

Ropa sucia, agua y jabón

Instrucciones para funcionar



Información: Este flujo está formado por los datos. Proporciona al aparato las

indicaciones sobre el modo en que debe realizarse el proceso.

En un Diagrama de bloques el flujo de información se representa utilizando una flecha

punteada.

Como salida los sistemas entregan productos (materia, energía o información) luego de la transformación durante el proceso. En el “lavarropas”: la ropa limpia es el producto.

Los sistemas también entregan como salida residuos: es el sobrante de la materia que fue necesaria para la transformación de la entrada. En el sistema “Lavarropas” el agua, con sobrantes de jabón y restos de suciedad de la ropa son los residuos del sistema.

Aplicando lo aprendido

Analiza la maquina de coser como si fuera un sistema

Su objetivo es ……………………………………..

Completa en las flechas, los flujos involucrados en su funcionamiento.

Máquina de coser



Representando una máquina

Un diagrama de bloques es una representación grafica del funcionamiento

de un dispositivo.

Para lo, representamos cada parte (o conjunto de partes) con un bloque.

Las flechas indican qué pasa con el movimiento (la energía) dentro del sistema.

En este tipo de diagramas la energía se representa mediante con flechas dobles

Diagrama de bloques de la puerta construida

Escribí un breve texto explicando el funcionamiento de la puerta

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………..

Compará las dos maneras de explicar

………………………………………………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………………………………………………….

Persona Palanca

Puerta

Energía Energía

Poleas con correa

Energía



La ventana

observá el manual virtual del campus de la escuela y seguí los pasos del armado del dispositivo

Probá el funcionamiento del modelo terminado

Completá sobre el dibujo los nombres de las partes más importantes del

modelo.

Partes: puerta, base, poleas con correa, eje, bloques, manivela, columna,

conector.

Confeccioná el diagrama de bloques explicando el funcionamiento de la

ventana



La ventana

Para recordar funcionamiento de la ventana ,

accedé al manual del campus y luego completá

la siguiente tabla

La puerta

Para recordar funcionamiento de la puerta ,

accedé al manual del campus y luego completá

la siguiente tabla

Parte función flujo

ventana

Base

Conector

Poleas con correa

Eje

Bloques

manivela

columna



Armá el diagrama de bloques de la puerta

Parte Función

puerta

Base

Conector

Poleas con correa

Eje

Bloques

manivela

columna



Problema integrador

En la siguiente imagen podemos ver una barrera de estacionamiento, el encargado de levantar y bajar manualmente la barrera de entrada.

A trabajar

1. Construí la barrera simple , como está en la siguiente imagen

2. Representá la barrera mediante un diagrama de bloques.

3. Incorporale a la barrera un mecanismo de engranajes. 4. Representá la solución mediante un diagrama de bloques.



Desafío final

Puente levadizo.

Pensando…

Construí el puente levadizo según los pasos indicados en el manual.

Incorporale al puente algún tipo

de dispositivo que le permita al usuario subirlo y bajarlo fácilmente

Dibujá la solución mediante un

esquema

Podes guiarte con el siguiente grafico y agregarle los elementos necesarios sobre el mismo o realiza un dibujo esquemático nuevo.

Señala sobre el dibujo las partes y coloca los nombres de cada una



Construí el puente completo Representá el puente completo mediante un diagrama de bloques.

Sacale una foto con la cámara Web de la netbook y guardala en tu sesión.

Subí la imagen y redactá una breve descripción del funcionamiento, creando un artículo en el campus, siguiendo las indicaciones de que preparó tu docente.

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