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Área 03

Cinemática

Cómo se mueven los mecanismos: engranajes, barras y levas

La cinemática describe el movimiento: posiciones, trayectorias y velocidades. Muestra cómo un movimiento puede convertirse en otro.

Lo que aprenderás

  • Cómo los engranajes cambian la velocidad y el sentido de giro
  • Cómo la relación de transmisión cambia velocidad por fuerza
  • Cómo los sistemas articulados convierten el giro en un movimiento de vaivén
  • Cómo seguir la trayectoria de un punto en movimiento

Experimentos de ejemplo

  1. Haz que un engranaje pequeño encaje con uno grande y cuenta las vueltas que da cada uno.

  2. Construye un mecanismo de biela-manivela y observa cómo se mueve el pistón.

  3. Cambia la longitud de una barra y observa cómo cambia su trayectoria.

Cosas que puedes construir

  • Una caja de engranajes para un cabrestante lento y potente

  • Un pistón movido por una manivela

  • Un mecanismo de limpiaparabrisas

Estos ejemplos muestran el tipo de trabajo de esta área. Las lecciones publicadas pueden ser diferentes.

Prueba un pequeño modelo

Estos pequeños modelos se ejecutan aquí mismo, en tu navegador, y siguen funcionando sin conexión una vez cargada la página. Son modelos didácticos simplificados, no el motor de simulación de MEKALUMI.

Tren de engranajes

Consejo: arrastra el engranaje de la izquierda para girarlo a mano.

Tren de engranajes

Cambia el número de dientes de cada engranaje. Observa cómo cambian la velocidad y la fuerza de giro.

12
24
Relación de transmisión
1 : 2
Velocidad de salida
15 rpm · 2 veces más lento
Fuerza de giro
× 2
Sentido de giro
Contrario al del motor

Cuando un engranaje pequeño mueve uno grande, el grande gira más despacio pero con más fuerza. Los cabrestantes, las bicicletas y los relojes usan esta idea.

Modelo: engranajes ideales, sin fricción ni deslizamiento. Velocidad del motor: 30 rpm.

Lo que simplifica la simulación

  • La cinemática estudia el movimiento, a menudo sin preguntarse qué fuerzas lo causan.
  • Se supone que las piezas encajan perfectamente, sin huecos ni holgura.

Toda simulación simplifica la realidad. Saber cómo lo hace forma parte de aprender ingeniería.

Relación con las asignaturas escolares

Matemáticas (geometría y proporciones), física, diseño y tecnología

Conexiones con otras áreas

La cinemática se apoya en la mecánica y es esencial para la robótica.

Conviene saber

En una bicicleta, la cadena y los piñones de distintos tamaños cambian velocidad por fuerza cuando subes una cuesta.

Áreas relacionadas

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    Fuerzas, movimiento y energía: las reglas que hay detrás de cada máquina

  • Área 08

    Robótica

    Máquinas que perciben, deciden y se mueven

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