𝕃𝕒 ℙ𝕠𝕝𝕖𝕒 (𝕄á𝕢𝕦𝕚𝕟𝕒𝕤 𝕊𝕚𝕞𝕡𝕝𝕖𝕤)

Nuestras científicas de 3° y 4° de Primaria (Delia, Erika y Paula) nos enseñan cómo hacer un experimento, basado en la metodología Maker, dentro de nuestro proyecto CITE Steam y las máquinas simples, en esta ocasión nos contarán como hacer «El mecanismo de una Polea».

La Polea

¿Qué es una Polea?

Desde la Prehistoria los primeros seres humanos utilizaron máquinas simples para empujar, tirar, levantar, partir o aplastar cosas. Una de ellas… la polea. La polea está formada por una rueda con una ranura por la que pasa una cuerda que, a su vez, está sujeta a un soporte.

La ranura es importante porque ayuda a mantener la cuerda en su lugar.
Con una polea, podemos levantar un objeto pesado atándolo a un extremo de la cuerda. Al tirar del otro extremo se aplica una fuerza hacia abajo. La fuerza hacia abajo gira la rueda con la cuerda y tira de la carga hacia arriba en el extremo opuesto. La polea puede cambiar la dirección de la fuerza para que ésta se pueda aplicar de una manera más conveniente. Por eso la  polea permite que sea fácil sacar agua de un pozo.

¿Qué necesitamos para realizar nuestra Polea?

Estos son los Materiales que hemos utilizado:

  • Cartón
  • Tapón de plástico
  • Silicona caliente
  • Una pistola de silicona
  • Pajita
  • Palitos de brocheta
  • Cúter.

¿Cuáles son las partes de la polea?

Las partes de la polea son las siguientes:

  • El cuerpo: es la pieza principal con forma cilíndrica.
  • La llanta: circunferencia de la polea, es decir,  la parte exterior del cuerpo de la polea (lateral del cilindro)
  • La acanaladura o garganta: es el surco o canal situado en la llanta adaptada a la cuerda o correa con el fin de guiarla en su movimiento.
  • El cubo: es el agujero donde se insertará el eje de rotación de la polea.

Algunos montajes con poleas fijas

Los alumnos de 5º y 6º de Primaria han montado, en las clases de robótica una serie de montajes con poleas fijas para interiorizar su funcionamiento. Todo el material está sacado de:

partes polea

Lo alumnos han realizado todos los diseños con nuestros kits de Robótica de Lego. Para ello, primeramente han montado una estructura donde irán ubicados todos los sistemas de poleas.

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Primer montaje con dos poleas fijas

El primer montaje es un sistema constituido por dos poleas fijas del mismo diámetro unidas por una correa (goma amarilla). Cuando aplicamos fuerza en una de ellas, a través de una manivela, y la hacemos girar, obtenemos, en esta segunda polea, un movimiento giratorio de la misma velocidad y sentido que en la primera.

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Segundo montaje con dos poleas fijas

Similar al anterior excepto por la posición de la correa. En este caso, cruzamos la goma entre las poleas. De esta manera conseguimos que ambas poleas se muevan a la misma velocidad pero en sentidos contrarios.

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Tercer montaje con dos poleas fijas de distinto tamaño

Ahora han jugado con el tamaño de las poleas: una más grande de la otra. En este caso, si aplicamos el movimiento en la polea grande conseguimos que la segunda de ellas, más pequeña, gire más rápido. O, dicho de otro modo, una vuelta de la polea grande equivale a varias vueltas de la pequeña. Conseguimos pues un aumento en la velocidad de giro a costa de una pérdida de potencia.

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Cuarto montaje con dos poleas fijas de distinto tamaño

Por su parte, si ahora aplicamos la fuerza en la polea pequeña observamos que la grande se mueve más lentamente, es decir, es necesario realizar varios giros en la polea  pequeña para obtener un único giro de la grande. En este caso, obtenemos una pérdida de velocidad a cambio de una ganancia en la potencia. A este montaje se le denomina reductora.

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Estos dos últimos montajes son los típicos que podemos observar en el mecanismo de los cambios de marcha de las bicicletas. Como el montaje que hicimos anteriormente del mecanismo de la bicicleta con Lego Dacta.

Quinto montaje con dos poleas fijas de distinto tamaño y reductoras en serie

Muchas son las aplicaciones en las que son necesarios varios montajes de reductoras en serie para conseguir levantar una carga pesada con el mínimo esfuerzo. En nuestro caso, hemos montado dos reductoras en serie.

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Sexto montaje con cambio de dirección de rotación

Por último, hemos realizado un montaje en el que se produce un cambio de dirección de rotación, en el que nosotros conseguimos una rotación de un eje vertical a través de una correa y el giro de un eje horizontal.

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Séptimo montaje: Polea Móvil

En este montaje la polea está unida a la carga y puede moverse verticalmente a lo largo de la cuerda, lo que quiere decir que la polea es móvil. La carga del objeto es soportada por dos segmentos de cuerda, por lo que, es este caso, la fuerza empleada para mover dicha carga es la mitad de su peso, es decir, hacemos la mitad de esfuerzo que con el montaje anterior. Esto es una ventaja a cambio de dedicarle más recursos al mecanismo: más metros de cuerda y una polea más.

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Vídeo- Explicativo ¿Cómo funciona una polea?

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