Máquina compuesta

En este artículo se explica qué son las máquinas compuestas y para qué sirven. Así pues, encontrarás el significado de máquina compuesta, ejemplos de máquinas compuestas y cuáles son las diferencias entre las máquinas compuestas y las máquinas simples.

¿Qué es una máquina compuesta?

Una máquina compuesta es una máquina que está formada por un conjunto de máquinas simples. Es decir, una máquina compuesta es un dispositivo mecánico que combina varias máquinas simples que se conectan en serie.

Las máquinas compuestas sirven para conseguir una ventaja mecánica mayor. Al unir varias máquinas simples, se puede lograr una fuerza resultante mayor, lo que facilita la manipulación de objetos pesados.

Así pues, el funcionamiento de una máquina compuesta consiste en combinar varias máquinas simples en serie, de manera que la fuerza resultante que proporciona una máquina simple active a la siguiente. Por lo tanto, el usuario solo debe hacer el esfuerzo necesario para activar la primera máquina simple.

Las máquinas compuestas también se llaman máquinas complejas.

Ejemplos de máquinas compuestas

Una vez hemos visto la definición de máquina compuesta, vamos a ver varios ejemplos de este tipo de máquinas para acabar de entender el concepto.

  1. Bicicleta: es un ejemplo de máquina compuesta porque está formada por varias máquinas simples, ya que tiene un par de ruedas y varias poleas.
  2. Caña de pescar: es otro ejemplo de máquina compuesta porque está formada por tres máquinas simples diferentes, que son la palanca, la cuña y la polea.
  3. Abrelatas: aunque no lo parezca, también es una máquina compuesta porque los brazos del instrumento son palancas y el cortador que ayuda a abrir la lata es una cuña.
  4. Grúa: se trata de una máquina compuesta bastante sofisticada. Está compuesta por ruedas, una palanca y un sistema de poleas.
  5. Carretilla: se trata de una máquina compuesta porque su mecanismo consiste en la unión de una palanca con una rueda.
  6. Tornillo de banco: este instrumento mecánico consiste en una palanca conectada en serie con un tornillo, además, está formado por un conjunto de ejes y engranajes.
  7. Coche: es una de las máquinas compuestas más utilizadas a nivel mundial. Aparte de usar cuatro ruedas, tiene varios engranajes en su interior que permiten su funcionamiento.
  8. Turbina: formada principalmente por una rueda y un mecanismo complejo, es un instrumento que transforma la energía cinética de un fluido en energía mecánica.
  9. Reloj: el mecanismo de un reloj es muy complejo y está compuesto por varios engranajes.
  10. Gato del coche: este dispositivo mecánico sirve para levantar pesos muy grandes, como por ejemplo un coche, y combina el funcionamiento de una palanca con varias ruedas y ejes.

Tipos de máquinas compuestas

Básicamente, se pueden distinguir tres tipos de máquinas compuestas:

  • Máquina compuesta mecánica: todos los componentes de la máquina compuesta son mecánicos, de manera que necesita de una fuerza inicial para funcionar.
  • Máquina compuesta eléctrica: todos los componentes de la máquina compuesta son eléctricos. Evidentemente, necesita de electricidad para poder funcionar.
  • Máquina compuesta mixta: la máquina compuesta está formada por elementos mecánicos y elementos eléctricos.

La tendencia de las máquinas compuestas es, cada vez más, a incorporar componentes eléctricos. Aunque al principio las máquinas compuestas eran totalmente mecánicas, el descubrimiento de la electricidad permitió añadir elementos eléctricos para mejorar las máquinas.

Ventaja mecánica de una máquina compuesta

La ventaja mecánica de una máquina compuesta es la relación entre la fuerza resultante que ejerce la máquina y la fuerza que se hace para activar la máquina. De modo que la ventaja mecánica de una máquina compuesta se calcula dividiendo la fuerza de salida por la fuerza de entrada de la máquina.

VM_{\text{compuesta}}=\cfrac{F_{rN}}{F_{a1}}

Por lo tanto, la ventaja mecánica es un parámetro que indica el factor por el que se aumenta o se reduce la fuerza que se aplica a la máquina.

Así pues, si consideramos una máquina compuesta como una sucesión de máquinas simples conectadas en serie, la fuerza resultante de una máquina simple es la fuerza que activa la siguiente máquina simple. De modo que la ventaja mecánica del conjunto de máquinas simples también se puede determinar mediante la siguiente expresión:

VM_{\text{compuesta}}=\cfrac{F_{r1}}{F_{a1}}\cdot\cfrac{F_{r2}}{F_{a2}}\cdot\cfrac{F_{r3}}{F_{a3}}\cdots\cfrac{F_{rN}}{F_{aN}}

Por lo tanto, la ventaja mecánica de la máquina compuesta es equivalente al producto de las ventajas mecánicas de todas las máquinas simples que la forman:

VM_{\text{compuesta}}=VM_1\cdot VM_2\cdot VM_3\cdots VM_N

En conclusión, con una máquina compuesta se puede obtener una ventaja mecánica mucho mayor, ya que se aprovecha la ventaja mecánica de cada una de las máquinas simples que la forman.

Máquina compuesta y máquina simple

Por último, a modo de resumen, veremos en detalle cuál es la diferencia entre una máquina compuesta y una máquina simple.

La principal diferencia entre una máquina simple y una máquina compuesta es que una máquina simple es un único elemento mecánico, en cambio, la máquina compuesta está formada por un conjunto de máquinas simples.

Por lo tanto, la máquina compuesta es un mecanismo más sofisticado que la máquina simple.

Además, con una máquina compuesta se puede conseguir una ventaja mecánica mayor que con una máquina simple, ya que aprovecha la ventaja mecánica de todas sus máquinas simples. Por contra, en una máquina compuesta se produce muchas pérdidas de energía debido a la fricción entre las diferentes máquina simples, lo que significa que el rendimiento global de la máquina compuesta es inferior al de una máquina simple.

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