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readeEducacinTecnolgica
CienciayTecnologaI
1ao
CuadernillodeactividadesN1Delasherramientasalasmquinas
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Lasmquinas
Introduccin
Desde hace muchos, muchos aos, las personas necesitan realizar tareas quesobrepasan sus capacidades: mover rocas muy grandes y pesadas, transportarobjetosopersonasagrandesdistancias,cortarrboles,excavar latierra,etc.Parasolucionar estos problemas, se crean las mquinas. Una gra es una mquina,tambinlosonunascensor,unauto,unamotosierraounaexcavadora.
Haydiferentestiposdemquinas.Unassirvenparatransportarmateriales,personasoanimalesotras,encambio,procesanlosmateriales,mezclndolos,cortndolos,calentndolos,enfrindolosotriturndolos,porejemplo.
Notodaslasmquinasseutilizanparatransportaroprocesarmateriales.Eltelevisor,la computadora, el reloj, la radio o el telfono celular, tambin son mquinas. Enestoscasossetratadeartefactosqueprocesany/ otransportaninformacin.
Entodosloscasos,lasmquinas,utilizanytransformanalgntipodeenerga.En la actualidad la mayora de las mquinas funcionan gracias a la energaprovenientedelaelectricidadodealgntipodecombustible.Enotrostiemposseutilizaba laenergaelicade losmolinoso lahidrulicadelasruedashidrulicas.Tambinseaprovechabalafuerzadelosanimales.
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Existenmuchasmanerasdedefinirloqueesunamquina.Todasconcuerdanenquelasmquinasposeenlassiguientescaractersticas:
las mquinas son creadas por las personas para extender suscapacidadesnecesariasparalarealizacindelastareas
lasmquinasutilizanalgntipodeenergaparafuncionar lasmquinas,comoresultado,puedenentregar:movimiento,calor,fro,
sonido,imgenes,datos,etc.
Herramientasomquinas?
Cuchillos, serruchos, palas, tijeras, escobas o coladores, son tambin ejemplos deartefactos creados por las personas para extender sus capacidades. Ellos funcionancomo prolongaciones de las manos, permitiendo realizar acciones tales comoapretar,cortar,sostener,agarrar,etc.
Muchas de estas herramientas surgen desde la prehistoria y fueron mejorndose,tantoensusformascomoenrelacinalosmaterialesutilizados.
Lasherramientassuelenutilizarseenlostalleresyfbricas,perotambinenelcampoy en los hogares. En las cocinas suele haber ingeniosas herramientas para cortarhuevosenrodajas,pelarpapasodescorazonarmanzanas.Tambinsonherramientasmuchosdelosartefactosqueutilizamoscotidianamentecomoloslpicesylapicerasolasraquetas,paletasypalosdehockey.
En lassiguientes imgenespodemos ver algunos artefactos un poco mscomplejosquelasanteriores.Tienenvariaspartes,funcionangraciasalaenergaprovenientedelas personas y tienen en su interior una serie de mecanismos que transmiten ytransformanlosmovimientosgeneradosporlaspersonas.
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A este tipo de artefactos, que tiene aspectos comunes tanto con las herramientascomo con las mquinas, se los suele denominar de dos maneras diferentes:mquinasaccionadasporelhombreoherramientascomplejas.
Analizando
Analiz atentamente cada uno de los siguientes artefactos y complet latabla.
Artefacto Tipo movimientogenerado por elusuario.
Tipo de movimientoobtenido.
Bicicleta Circular(pedaleo) Lineal (giro de larueda)
Taladromanual
Batidoramanual
Abrelatas Lineal (avance de lascuchillas)
Sacacorchos
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Lasmquinaspuedenclasificarsesegndiferentescriterios,unodeellosesenbasealtipodeenergaquenecesitanparafuncionar:
Mquinaselctricas:funcionangraciasalaelectricidad
Mquinastrmicas:funcionangraciasaalgntipodecombustible
Mquinas mecnicas: funcionan mediante el movimiento del hombre y demecanismos
Mquinasneumticas:funcionanporelmovimientodeairecomprimido
Tambin las hay: hidrulicas (usan el agua en movimiento, pro ejemplo decomolosros),elicas(utilizanlaenergadelviento)
Reconociendotiposdemquinas
Actividad1
Acontinuacinse presentan unaseriedemquinas. Paracada una deellasindicar, con flechas, el tipo de energa que necesitan para funcionar.Puedesucederquealgunanecesitemsdeuntipodeenerga.
Cintatransportadora EnergaElctrica Heladera
Escaleramecnica Energaelica Horno
Motocicleta Energahidrulica Batidora
Ascensor Energadeloscombustibles
(trmica)
Barco
Molinoharinero Energadelosanimales
Relojdigital
Computadora Relojdeagujas
Estufa Carretatiradaporcaballos
Automvil
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Marcconuncoloraquellasmquinasqueseutilizanparaeltransportedematerialesopersonas.
Marcconotrocolorlasquesirvenparaprocesarlosmateriales.
Marcconuntercercolorlosqueprocesaninformacin.
Actividad2:
A continuacin se presentan una serie de artefactos. Indicar si se trata deherramientas o mquinas accionadas por el hombre (herramientascomplejas). Indicar tambinsi solo transmitenoprolongan los movimientosdelaspersonasostambinlosmodifica.
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Herramientas Mquinasaccionadas
porelhombre
Transmitenoprolongan
losmovimientos
delaspersonas.
Modificanlos
movimientosdelas
personas.
Alicate
Crquetparaelevarelauto
Ejeconpoleaehilo
Agujadetejer
Mquinadecoserapedal
Ejeconrueda
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Actividad3:
Dadalasiguientelistadeartefactos,indicarsipuedenserconsideradoscomoherramientas.Justificarlaexplicacinsegnlasdefinicionespresentadasenlaintroduccin.
Escalera:
Rampa:
Silbato:
Anteojo:
Actividad4:
A continuacin se presentan una serie de herramientas y mquinasingeniosas
PolimartilloProtegeparaguas
Tenedordeseguridad
Martilloluminoso
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Elegirtresdeellas:
indicar si se trata de herramientas simples o complejas (mquinasaccionadasporelhombre).
analizar la imagen, y justificar por qu razn te parece que no sonutilizadas
Sierraparatablas
Cepillodedienteselrpido
Bicicletaarado
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Mquinasparaelevarcargas
Desde siempre las personas necesitaron sacar agua de los ros, levantarmaterialespara construir casas,subir cajas conmercaderas a las estanterasms altas deundepsitoyrealizarotrostrabajospesados.
En un principio lo hacan slo con su cuerpo: mediante ingeniosos mecanismoslograbanhacerlastareasmsrpidooconmenosesfuerzoLuegoseayudaronconanimalesuotrasfuentesdeenergaprovenientesdelanaturaleza:losfuertesvientosolascorrientesde losrosayudabanenlastareasconla llegadadelaelectricidadtodocambi.
Alolargodeestaunidadtendrslaposibilidadde:
Conocercmo,alolargodelahistoria,laspersonasfueroncreandosoluciones
tecnolgicasalproblemadelevantarcargas.
Construiryhacerfuncionarmquinasparamovercargasenelaula.
Dibujaryesquematizarlasmquinasconstruidas.
Analizarmecanismosutilizadosparareducirelesfuerzodemoverobjetos.
Comparardiferentesmanerasdeenergizaralasmquinas.
Resolverproblemastecnolgicos,seleccionandoycombinandolaspartesde
acuerdoconlasfuncionesquetienenquecumplir.
Cmosubirelagua?
Cuentauna leyendaque laesposadelreyNabucodonosor IIdeBabiloniaextraabasu pas natal que era verde y frondoso. El rey construy para ella los famososJardines de Babilonia en forma de terrazas y colmados de rboles frutales y flores,comosepuedeverenlasimgenes.
l quera que corrieran arroyos entre la vegetacin de los jardines. Entonces habaque subir el agua por las laderas escalonadas, y esto era un trabajomuy pesadoPero haba unasolucin: un instrumento llamadocigoal o shaduf, quepermitaelevarelaguadesdeelrohastalapartemsaltadelosjardines.
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Cmofuncionauncigoal?
Elaguaserecolectadelropormediodeuncanasto.Estecanastollenaunpiletn,dedonde,conotrocanastosetomaelaguayselaelevahaciaelpiletnsiguientequeestunpocomsarriba.
Construyendoelcigoal
1. Siguiendo los pasos de la tarjeta de armado constru un modelo quefuncionecomoelcigoal.
2. Dibujelmodelodemaneraesquemtica
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3. Probelfuncionamientodelmodelointentandoelevarunvasodeplsticollenodetuercas
4. Sealsobreeldibujoanteriorlaspartesmsimportantesdelmodelo.
Representandounamaquina
Representamoselartefactomedianteundiagramaenelquecadaparte(oconjuntodepartes)semuestraconunbloque.Lasflechasindicanqupasaconelmovimiento(laenerga)dentrodelsistema.
Eneste tipo de diagramas la energa se representa mediante con flechasdobles
Persona HiloyPalanca
Balde
Energa Energa
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Delasnubesalaljibe
OtrafuentedeaguadisponibleparalaspersonassiemprefuelalluviaYaunquenoesfciljuntarla,aalguienseleocurriunaidea
Loquehabitualmenteconocemoscomoaljibeesenrealidadsloelpozodedondeseobtieneelagua.Elsistemaesmuchomsgrande.Abarcalostechosdelavivienda,lascanaletaspordondeelaguaestransportadayeldepsitosubterrneodondesealmacenayfiltraelagua.
Paranotenerqueesforzarsedemasiadoenlevantarlosbaldesafuerzadebceps,seusaunmecanismomuysimplequeconsisteenunapoleaconunacuerdaquelevantael balde con agua.Esto facilitamuchoel trabajo,ya queesmejortirarhaciaabajoquedesdearriba
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1. Siguiendo los pasos de la tarjeta de armado constru un modelo quefuncionecomoeldelaljibe
2. Dibujelmodelodemaneraesquemtica(sin losdetallesde laspiezasdeLego)
3. Probelfuncionamientodelmodelointentandoelevarunvasodeplsticollenodetornillos.
4. Sealsobreeldibujolaspartesmsimportantesdelmodelo.
5. Qu recomendaciones haras a un constructor de aljibes para que lapoleafuncionecorrectamente?
6. Completeldiagramadebloquescorrespondientealaljibe.
Persona Balde
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Conunasolamano
En la imagen puede verse una mejora a losprimeros aljibes. En lugar de tirar del hilo, lapersonadebagirarunamanivela.Elhiloseibaenrollando en el eje mientras el balde suba.Estemecanismosellamatorno.
1. Siguiendo los pasos de la tarjeta de armado, constru un modelo quefuncionecomoeldelaljibecontorno.
2. Dibujelmodelodemaneraesquemtica.
3. Probelfuncionamientodelmodelointentandoelevarunvasodeplsticollenodetornillos
4. Sealsobreeldibujolaspartesmsimportantesdelmodelo.
5. ModificeltamaodelamanivelaSelogralevantarlacargaconmenosesfuerzo?
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6. Completelsiguientediagramadebloques:
Comolomantenemos?
Ya resolvimoselproblemadesacarelaguadelpozoconfacilidadpero,como siempre, surge un nuevoproblema:cmohacerparaquesemantengaelbaldeelevadosintenerque sostener la manivela con lamano? Entonces surge una ideaingeniosa:eltrinquete.steesunmecanismo que funciona como unatraba.
1. Agregalmodeloanterioruntrinquete,siguiendolospasosdelatarjetadearmado
2. Elevar la carga girando la manivela y detenerla con el trinquete. Eltrinquetepermitegirarlamanivelaenambossentidos?
Persona BaldeEjeehilo
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Lasmquinascomosistemas.
Unsistemaesunconjuntodeelementosque interaccionany/ oseconectanentresenfuncindeunobjetivo.Unaherramientaesunsistemaunamquinatambinloes.
Los sistemas, para lograr su objetivo, necesitan que ingresen, circulen y salgandeterminadoselementos.Aestoselementosselosdenominaflujos.
Entrada Salida
Unejemplo
Unlavarropasesunsistema.Suobjetivoeslavarlaropa.
Losflujossepuedenclasificarentrescategoras:
Materia:eselflujotangiblequesepuedetocar.
Enelcasodeunlavarropaseselflujodeentradaeslaropasucia.Dentrodeesteejemplo,incluimoselaguayeljabn.
EnunDiagramadebloques,elflujodemateriaserepresentautilizandounaflechacontinua.
Energa: Este flujo lo podemos hallar en diferentes formas como mecnica,trmica, solar etc. y nos permiten, por su intermedio, realizar lastransformaciones.
Maquina
LavarropasEnergaelctrica Ropalimpiayaguasucia
Ropasucia,aguayjabn
Instruccionesparafuncionar
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En el sistema lavarropas, la electricidad permite que el motor genere unmovimientoderotacinquepermitamezclarelagua,laropasuciaylosproductosdelimpieza.
EnunDiagramadebloqueselflujodeenergaserepresentautilizandounaflechadoble
Informacin:Esteflujoestformadoporlosdatos.Proporcionaalaparatolasindicacionessobreelmodoenquedeberealizarseelproceso.
En un Diagrama de bloques el flujo de informacin se representa utilizando unaflechapunteada.
Comosalidalossistemasentreganproductos(materia,energaoinformacin)luegode la transformacin durante el proceso. En el lavarropas: la ropa limpia es elproducto.
Lossistemastambinentregancomosalidaresiduos:eselsobrantede lamateriaquefuenecesariaparalatransformacindelaentrada. EnelsistemaLavarropaselagua, con sobrantes de jabn y restos de suciedad de la ropa son los residuos delsistema.
Acadaparte,unafuncin
Hastaahorahemosvistodiferentesaparatosqueasuvezsecomponendediferentespartes,talescomopalancas,hilos,etc.
Comoanalizarelfuncionamientodeunsistemasueleserbastantecomplejo,vamosautilizarunmodeloquenospermitir determinar la funcinquecumplecadaunadelaspartesquecomponenlosmismos.
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Esnecesarioclasificaracadaunadesus partes dentrode7categoras:
Conduccin:cumplenstafuncinaquellaspartesdelsistemaqueguan el flujo. En un sistema de riego artificial las manguerascumplenstafuncin.
Transformacin:cumplenstafuncinaquellaspartesdelsistemaque cambian o modifican el flujo. Ejemplo: Una lamparita,transformalaenergaelctricaquerecibeenenergalumnica
Regulacin:cumplenstafuncinaquellaspartesdelsistemaquecontrolan flujooelcaudaldeflujoquecircula.Ejemplo: lacanillaregulaelflujodeaguaquecircula.
Unin: cumplen sta funcin aquellas partes del sistema queconectandosomspartesdelsistema.Ejemplo:tornillosoclavos
Estructura:Son laspartesdel sistemaquecontienen, protegen osostienenalsistema.EnunEdificioelconjuntodecolumnas,vigasytensoressostienenalsistema.
Depsito: Cumplen sta funcin aquellas partes del sistema quealmacenan el flujo. En el sistema computadora el Disco Rgidocumplelafuncindealmacenarinformacin.
Sensor: Pueden detectar: presencia, temperatura, luminosidad,velocidad, presin etc. En losaeropuertos, las puertas, poseen unsensorquedetectalapresenciademateriaenunradiocercanoyapartirdeeseestadoactivaunmotorquepermiteabrir laspuertasautomticamente.
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Actividad
Analizar como sistemas a los dos artefactos construidos anteriormente,
indicandolafuncinquecumplencadaunadelaspartessealadas.
Cigoal:
Partes:columna,base,palanca,hilo,gancho,acoplemvil(conector).
Funciones:transformacin,unin,conduccin,estructura
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Aljibe
Partes:columna,base,conector,hilomanivela,polea,eje
Funciones:transformacin,unin,conduccin,estructura
Puedeconsiderarsealtrinquetecomounregulador?Porqu?
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TrabajoPrctico
Apartirdelosconceptosaprendidos,tepedimosquerealicesuntrabajodebsquedayorganizacindeinformacin.
Eltrabajoserengruposde2o3alumnos.
El objetivo consiste en identificar y analizar tres artefactos (herramientas simples ycomplejas) quepuedenrealizarunamismatarea.Conlainformacinobtenidadebersllenarunatabla.
A modo de ejemplo te mostramos un anlisis de los artefactos para elevar aguaestudiadosanteriormente.
Tarea Artefacto Artefacto Artefacto
Elevaragua
Nombre Cigoal Tornooaljlibe Bomba
Tipodeartefacto
Herramientasimple Mquinaaccionadaporelhombre
Mquinaaccionada por elhombre
Movimientodeentrada
Ascensoydescensodelapalanca
Girodelamanivela Ascenso ydescenso de lamanija
Movimientodesalida
Descensoyascensodelbalde
Ascenso y descenso delbalde
Descenso yascenso delpistninterno.
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Lastareasainvestigarsonlassiguientes(deberselegir3deellas):
Cavarlatierra
Lavarropa
Talarunarbol
Picarcarne
Agujerearmateriales
Mezclaralimentos
Batiralimentos
Molergranos
Exprimircitricos
Cortarelcsped
Paracompletareltrabajoprcticodebers:
Abrirunarchivodeword
Confeccionarunacartulaconlossiguientesdatos:
Alumnos
Tema
Aoycurso
Profesores
Podestrabajarconbordesyfondosenlasceldas
Antesdeinvestigar..
QuesunbuscadorenInternet?
Sonprogramasdebsquedade informacinloscuales funcionandesdeunnavegadorobrowser. Se accede como pginas en Internet que permiten buscar informacin atravsdeella tecleandonosotrosmismosuna seriedepalabrasclave.Se los conocetambincomo"motoresdebsqueda".
Entrelosmasutilizadosseencuentran:Yahoo,Google,Altavista,Lycos,Infoseek
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1. BusquenenInternetimgenesdelosartefactos.
2. Graben los archivos seleccionados en una carpeta dentro de la sesin,respetandoelsiguienteesquema:
3. Abranunarchivodewordyarmenunacaratulaen laprimerpaginacontodoslosdatos
4. Insertenunatablaconlacantidaddefilasycolumasnecesariasenlasegundapagina
5. Inserten las imgenes encontradas en las celdas de Imagen y el textopreviamentesintetizadoenelrestodelatabla
6. Noteolvidesdeguardartutrabajoentusesin
El Informe se debe presentar impreso en hoja A4 blanca concartula,enunfolioy/ocarpeta.Seentregaunoporgrupo.
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Elaguatienefuerza?EnlaprovinciadeChubut,Patagoniaargentina,hayunapequeaciudadquetieneunmolino:Trevelin,nombrequesignificapueblodelmolinoengals.
Estemolinofuncionaconlaenergadeunacorrientedeaguaquefuedesviadaporeldueodellugarparahacergirar laruedaquevemosenlas imgenesyasmoverunaspesadaspiedrasquemuelengranosde trigoparaconvertirlosenharina.
1. Siguiendolospasosdelatarjetadearmado(hastaelpaso8)construunmodeloquefuncionecomounaruedahidrulica.
2. Dibuj el modelo de manera esquemtica y seal sobre el mismo laspartesmsimportantes.
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3. Probelfuncionamientodelmodelointentandoelevarunvasodeplsticolleno de tuercas Podemos decir que la rueda hidrulica cumple unafuncinequivalentealadelamanivela?Porqu?
4. El modelo posee un mecanismo, formado por ruedas dentadas,denominadoengranaje.Volvaconstruirelmodeloperointercambiandode lugar las ruedas dentadas. Qu ocurre? Y si sacs las ruedasdentadasyunsdirectamenteelhiloalejedelaruedahidrulica?
5. Escrib un texto que explique con tus palabras cul es la funcin quecumpleenestemodeloelmecanismodeengranajes.
6. Completelsiguientediagramadebloques:
RuedaHidrulica
BaldeEjeehilo
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Conayudadeengranajes
Hace varios siglos, durante la poca conocidacomo Renacimiento, un gran pintor e inventordiseaba cientos de ingeniosos artefactos. En laimagen que vemos aqu, podemos observar unmodelo de gra construido sobre bocetos deLeonardoDaVinci,elgeniodequienhablamos.
Estamquina funcionabaconla fuerzadeunaovarias personas y serva, como todos sabemos,para levantar cargas pesadas pero qu hacequeeltrabajoseamsfcil?
Actualmente se emplean gras en laconstruccindeedificios,puentesytorresen la movilizacin de grandes cantidadesde materiales Las personas se ayudanconmecanismos.
1. Siguiendo lospasosdelatarjetadearmado(hastaelpaso16)construunmodeloquefuncionecomounagra.
2. Dibuj el modelo de manera esquemtica. Marc sobre el dibujo laspartesmsimportantesdelmodelo.
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3. Probelfuncionamientodelmodelointentandoelevarunvasodeplsticollenodetuercas.
4. Completelsiguientediagramadebloques:
5. Incorporaleuntrinquetealmodeloyprobalo
6. Modific el modelo sacndole los engranajes y luego intercambindolosdelugar.
7. Hacelo funcionar nuevamente. Qu diferencias nots en elfuncionamiento?
8. Escrib un texto que explique, con tus palabras, las diferencias entrelevantarcargaspesadasconmanivelayconruedashidrulicas.
Persona BaldeEjeehilo
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Conmotoresesmsfcil
Enlabsquedaporsimplificaranmslastareas,surgenlosmotoreselctricos.
Slohayqueencenderlosyapagarlosenelmomentooportuno.
Loqueanteshacanlaspersonasahoralohacenmotoresmuypoderosos.
1. Conectelmotoralportapilasyhacelofuncionarmedianteelcontrolremoto.
2. Siguiendolasindicacionesdelatarjetadearmado(paso17),incorporelmdulomotoralagra.Hacelafuncionar.
3. Podemosdecirqueelmotorelctricocumpleunafuncinequivalentealadelaruedahidrulica?Porqu?
4. Completelsiguientediagramadebloques:
Motor BaldeFuentede
Energa
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TrabajoPrctico(continuacin)
Paracadaunadelastareasdelatabla,debersincorporardosnuevasmquinas.Unadeellasdeberaccionarsemediantelaenergaelctrica,laotramediantealgntipodeenergaquenoseaprovistaporlapersona(elica,trmica,hidrulica,etc.)
Amododeejemplotemostramoslatareadeelevaragua.
Tarea Artefacto Artefacto
Elevaragua
Nombre Bombaamolino Bombadeaguaelctrica
Tipodeartefacto
Mquinaelica Mquinaelctrica
Movimientodeentrada
Rotacin de laspaletas
Rotacindelejedelmotor.
Movimientodesalida
Ascensoydescensodel pistn de labomba.
Rotacin de la hliceinternadelabomba.
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Problemaintegrador
En lasiguiente imagenpodemosverunabarreradeestacionamiento, el encargado de levantar y bajarmanualmentelabarreradeentrada.
1. Construlabarrera.2. Representlabarreramedianteundiagramadebloques.
3. Incorporalealabarrerauntornoparaquese puedasubirybajarlabarreramedianteelgirodeunamanivela.Dibujlasolucinyconstruila.
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4. Representlanuevabarreramedianteundiagramadebloques.
5. Agregaleuntrinqueteparaquelabarrerapuedaquedardetenidacuandoseabre.
6. Incorporalealabarreraunmecanismodeengranajes.Dibujlasolucinyconstruila.
7. Representlasolucinmedianteundiagramadebloques.
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8. IncorporaleunmotorelctricoalabarreraDibujlasolucinyconstruirla.
9. Representlanuevabarreramedianteundiagramadebloques.
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Ejerciciosderepaso
Completlaspartesyfuncionesdelasmquinas construidasanteriormente
Ruedahidrulica
Parte Funcin
Ruedadepaletas
Base
Conector
Engranaje
Eje
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Gra:
Parte Funcin
Columna
Base.
Hilo
Motor
Pilas
Botonera
gancho
poleas
eje
cable
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