La palanca

 

La palanca es un sistema de transmisión lineal que consiste en una barra rígida que gira en torno a un punto de apoyo o articulación. en un punto de la barra se aplica una fuerza F (también llamada potencia) con el fin de vencer una resistencia R.

Podemos encontrar palancas allá donde miremos y siempre han estado entre nosotros desde que el ser humano tiene conciencia. Así, un simple palillo de dientes se puede considerar una palanca, al igual que una cuchara. En principio, el objetivo de la palanca es el de reducir el esfuerzo que una persona o máquina debe hacer para cumplir con un objetivo, aunque no todas las palancas nos ayudan a reducir tal esfuerzo.

Basándonos en la definición de palanca, podemos distinguir los siguientes elementos en la misma:

  • Potencia (F): o fuerza que aplicamos en un punto de la palanca para obtener un resultado. La fuerza la podemos aplicar manualmente con nuestra propia fuerza, o través de un motor o cualquier otro mecanismo.
  • Resistencia (R): fuerza que tenemos que vencer; es la que hace la palanca como consecuencia de haber aplicado nosotros la potencia.
  • Brazo de potencia (BP), distancia entre el punto en el que aplicamos la potencia y el punto de apoyo.
  • Brazo de resistenciaBr: distancia entre la fuerza de resistencia y el punto de apoyo.

carretilla

En el siguiente ejemplo, podemos observar una carretilla que, en realidad es una palanca. Allá donde actúa la persona que lleva la carretilla se aplica la fuerza o potencia (F), la carga que lleve la carretilla será la resistencia (R). Teniendo en cuenta que el punto de apoyo (O) se sitúa en el centro de la rueda, podemos concluir que el brazo de la potencia (BP) es la distancia de F a O, esto es, 1.6 m mientras que el brazo de la resistencia (BR) es la distancia de R a O, esto es, 0.4 m

Según la posición que ocupe la fuerza, la resistencia y el punto de apoyo en la palanca, existen tres tipos de palanca.

  • Palanca de primer grado: Es aquella en la que el punto de apoyo se encuentra entre la potencia y la resistencia. Si el punto de apoyo se encuentra más cerca de la resistencia que del punto donde se aplica la fuerza, podemos vencer grandes resistencias aplicando pequeños esfuerzos. Es nuestra idea intuitiva de palanca, algo que nos ayuda a mover una carga pesada. Como ejemplos clásicos podemos citar la pata de cabra, el balancín, los alicates o la balanza romana.
Esquema de una palanca de primer grado

Esquema de la palanca de primer grado

Ejemplos de palancas de primer grado

Ejemplos de palancas de primer grado

  • Palanca de segundo grado: Se obtiene cuando colocamos la resistencia entre la potencia y el punto de apoyo. Según esto el brazo de resistencia siempre será menor que el de potencia, por lo que el esfuerzo (potencia) será menor que la carga (resistencia) a vencer. Como ejemplos se puede citar el cascanueces, la carretilla o la perforadora de hojas de papel.
Esquema de la palanca de segundo grado

Esquema de la palanca de segundo grado

El cascanueces es un ejemplo de palanca de segundo grado, al igual que la carretilla de primera imagen

El cascanueces es un ejemplo de palanca de segundo grado, al igual que la carretilla de primera imagen

  • Palanca de tercer grado: Se obtiene cuando ejercemos la potencia entre el punto de apoyo y la resistencia. Esto trae consigo que el brazo de resistencia siempre sea mayor que el de potencia, por lo que el esfuerzo siempre será mayor que la carga (caso contrario al caso de la palanca de segundo grado). Ejemplos típicos de este tipo de palanca son las pinzas de depilar y la caña de pescar. Este tipo de palanca es ideal para situaciones de precisión, donde la fuerza aplicada es mayor que la resistencia a vencer. .
Esquema de la palanca de tercer grado

Esquema de la palanca de tercer grado

Una pinzas para depilar son un buen ejemplo de palanca de tercer grado

Una pinzas para depilar son un buen ejemplo de palanca de tercer grado

La ley de la palanca dice: Una palanca está en equilibrio cuando el producto de la fuerza F, por su distancia BP, al punto de apoyo es igual al producto de la resistencia R por su distancia BR, al punto de apoyo.

F·BP = R·BR

Esta fórmula nos dice una gran verdad: cuanto mayor sea la distancia de la fuerza aplicada al punto de apoyo (brazo de potencia), menor será el esfuerzo a realizar para vencer una determinada resistencia”. (BPF)

Resolvamos un ejemplo de ejercicio de palanca con la carretilla anterior. Supongamos que queremos cargar 80 kg de arena con la carretilla. Teniendo en cuenta que el valor del brazo de potencia es de 1,6 metros y el del brazo de la resistencia es 0,4 metros, podemos considerar:

  • BP = 1,6 m
  • BR= 0,4 m
  • R= 80 kgf,   kgf significa kilogramo-fuerza. Un kilogramo-fuerza es la fuerza necesaria para sostener un objeto de masa un kilogramo.

Sustituyendo

F · BP = R · BR

F · 1,6 = 80 · 0,4

F · 1,6 = 32  —-> F = 20 kgf

Conclusión: Para cargar con la carretilla 80 kg de arena, la persona tan solo debe ejercer una fuerza de 20 kgf.

 

 

Anuncios

Tecnología Industrial I. Fuentes de energía renovables. Energía de los océanos

En el siguiente enlace se pueden descargar los apuntes correspondientes al bloque de contenidos “Energía de los océanos

pdf-icon-thumbnail

Energía de los océanos

¿Tecnología? ¡Pues es eso tan moderno!

Primer día de clase. Alumnos de primero de la ESO que están a la expectativa. Y vas y haces la clásica pregunta… ¿Y qué es la tecnología? Pues… una asignatura de 1º ESO. Fulminante. El caso es que el primer día conviene intentar que salga el debate y por eso les pongo esta presentación basada en imágenes y  mientras tanto vamos analizando lo que la tecnología representa, más que lo qué es en sí. Tecnología, al fin y al cabo, es algo que han oído toda su vida, que asocian lo electrónico, a lo puntero, pero que, quizás, no conciben como aquello con lo que convives desde que te levantas hasta que duermes… y mientras duermes.

 

 

Introducción a la tecnologia

Lámparas y más lámparas: lámparas incandescentes

Ya publiqué en su momento un artículo comentando el fin de la producción y distribución de las lámparas incandescentes a partir del uno de septiembre de este año, pero dejé un poco en el aire las diferencias técnicas entre los diferentes tipos de lámparas. Así pues, toca hablar de ellas y, si la cosa se anima, pasaré en otra ocasión a “hablar” de los otros tipos de bombillas.

Comenzaré con las lámparas incandescentes, que fueron las primeras bombillas eléctricas que se utilizaron, de hecho, fue el famoso invento de Edison, aquel que le llevó a los anales de historia. Se basan en dos hechos simples: todos los cuerpos incandescentes emiten radiación electromagnética, mientras mayor sea la temperatura del cuerpo, mayor es la energía radiada y, de hecho, el rango del espectro electromagnético será distinto; por otra parte tenemos el otro hecho, el efecto Joule.

Por ejemplo, habréis visto esas pelis de guerreros medievales o tipo épico en la que se ve al herrero poner al fuego su espada. Al cabo de un tiempo, cuando la temperatura de la hoja de la espada está a cientos de grados centígrados, adquiere un color rojizo intenso. Si se calentase más, pasaría al amarillo, luego a un tono más bien blanco y finalmente a un tono blanco-azulado. Lo dicho, la temperatura influye en el rango del espectro que, en el caso de la luz, es el color. Así pues, ese filamento metálico de la bombilla brilla porque su temperatura es muy alta.

La temperatura del filamento de una bombilla alcanza, nada más y nada menos que, ¡¡los 2800 grados centígrados!! Para que os hagáis una idea, es, aproximadamente, la mitad de la temperatura de la superficie del Sol… ¡ahí es nada! Si le preguntáis a alguien, cuál es la temperatura más alta que puedes encontrar en una casa y citas esta cifra, pocos te creerán. Pero, ¿de qué material está hecho? Si lo miras con detenimiento, notarás que el filamento es metálico. El problema es que la mayoría de los metales se funden a esa temperatura, veamos ejemplos: Plomo, 327 ºC, uff!! ni por despiste; Aluminio, 660 ºC, que va! que va!; ¿cobre?, 1083 ºC; ¡pero chico! ¡sigue estando lejos!; ¿níquel?. 1453 ºC, es muy alto, pero ¡ni de broma!; el poco conocido molibdeno, 2617 ºC… este se acerca, pero se fundiría; la cuestión es que sólo hay cuatro candidatos, pero muy raros y carísimos; sólo el Wolframio (o tungsteno) es el candidato ideal, pues es relativamente económico (se emplea en la industria del hierro) y su punto de fusión es de 3410 ºC… ¡sobrado! Así pues, sometiendo este metal a esta temperatura, conseguiremos que se ponga incandescente y nos dé luz… Pero, ¿cómo?

El otro hecho físico, por el cual una bombilla brilla se llama efecto Joule y dice: que todo cuerpo ofrece resistencia al paso de la corriente eléctrica de modo que radía energía en forma de calor. La cantidad de calor depende de dos factores: la cantidad de corriente que circula (en Amperios) y el valor de la resistencia del cuerpo. El cuerpo en cuestión es el filamento y si se le hace pasar corriente eléctrica a su paso, este emite calor por el efecto Joule, eleva su temperatura hasta los 2800 ºC y…¡tenemos luz por incandescencia! El valor de la resistencia debe ser relativamente alto y depende, a su vez, de tres factores:

  1. El tipo de material: En este caso el Wolframio, que como metal, tiene baja resistencia; pero alta si se compara con otros.
  2. La longitud del filamento: Cuanto mayor sea, mayor será la resistencia. De hecho, si te fijas muy de cerca, verás que en realidad el filamento no es un simple hilo; es como un resorte muy pequeño. De este modo, con la longitud, consigues el valor de la resistencia emitida y, al tiempo, más luz.
  3. La sección del filamento: Eso es lo fino que es. Cuanto menor sea la sección, mayor será la resistencia y, es por esto, que los filamentos son tan finos y frágiles.

El término, la bombilla se funde, es parcialmente correcto. En realidad,  cuando la bombilla se ha apagado, evidentemente, la bombilla no se fundido, es decir, de repente no se derrite; pero lo que sí se ha podido fundir es el filamento de wolframio cuando ha venido una sobrecarga eléctrica, potenciando el efecto Joule y, por lo tanto, elevando la temperatura más allá de los 3400 ºC al que se funde el mental. De ahí la expresión, la bombilla se ha fundido.

Dentro del bulbo de vidrio hay un gas inerte. Si en lugar de este fuese aire, al encender la bombilla, ésta, en cuestión de segundos se fundiría. ¿Por qué? Pues porque, literalmente, se quema. De todos es sabido que si no hay aire (oxígeno), un fuego no se mantiene. Y es que si el filamento se pone incandescente en contacto con el oxígeno se produce una reacción de combustión que oxida el filamento y, por lo tanto, lo quema, lo funde. Para evitar esto, o se hace el vacío (caro) o se sustituye el aire por un gas que evita la combustión. La presión de este gas es baja y, por eso, cuando se rompe una bombilla que se oye ese ruido tan peculiar. Es una implosión (explosión hacia adentro).

Ventajas: Esta bombillas producen una luz estable desde que se activan y por otra parte, su gama de colores es muy amplia, según el tipo de filamento. Por otra parte, su luz es más natural, más viva, más cálida. Principal razón por la que, hasta ahora, mucha gente aún no renunciaba a ellas, aparte de su precio, pues son las más económicas. Otra ventaja poco mencionada, es la facilidad de reciclarlas y su bajo impacto ambiental al desecharlas, pues no contienen mercurio y el gas que contienen es inerte. Y por último, y no es broma, yo diría que son  más bonitas, aunque esta es mi opinión.

Inconvenientes: Su alto consumo. Consumo muchas veces más que las bombillas de bajo consumo, razón principal por la que se eliminaron del mercado. Su alto consumo, va en contra del medio ambiente y, a la larga, evita la emisión de gases de efecto invernadero que suponen el cambio climático. Además, está la cuestión de ahorro energético que, a la larga, suponen un ahorro económico. Por otra parte, como el efecto Joule es el fenómeno físico que fundamenta el funcionamiento de las bombillas, más de un 90% del consumo se pierde en forma de calor que, al fin y al cabo, no es el propósito. En definitiva, son menos eficientes.

Por último, no perdáis de vista el siguiente vídeo. Es corto y muy claro.

Ya veis, no todo son inconvenientes y es por ello que te echaré de menos, mi hermosa, sensual y socorrida lámpara incandescente.

 

 

Entorno de Escritorio Xfce

Xfce son las siglas en inglés de “X Free Choresterol Environment” (entorno X libre de colesterol). Sé que suena un poco estraño, mezclar informática y colesterol… al fin y al cobo, ¿acaso los PCs comen hamburguesas? Me explico. Como sabéis, ahora hay un palabra que está de modo… Recorte… ¡RECORTE! y tenemos una “Inception”, un “mantra” que algunos empiezan a creerse, de que esto es bueno…¡muy bueno! y…¡como no!, lo primero que hay que recortar es la inversión en educación que, no nos engañemos, importa un pimiento.

Pero para la entropía no hay recorte que valga y los ordenadores de cada instituto se van quedando obsoletos, o ya lo están, y van lentos, leeentos, leeeennnnntoooos. ¿Hay solución? Pues sí, pasar de todo…. Bueno, vale, no seamos tan negativos. Solución sí que la hay, cambiamos los equipos y punto. Pero, como ya comenté, salvo de cara a la galería, que un centro tenga ordenadores de la época de James Watt no es que no importe: es que no ocupa un nanómetro cuadrado de esas grandes mentes que administran lo público, ni un picosegundo de su tiempo.

Así pues, llegamos nosotros, los profes, y tenemos que sacar petróleo de higo pico. Y ese petróleo es, como no, el GNU/Linux. Ese sistema operativo que me provoca emociones fuertes al que tanto adoro y defiendo, cual freakie, de forma irracional. El Ubuntu, la distribución de Linux que manejo personalmente, está bien… es intuitiva, curiosa, me da lo que necesito y, en fin, me va bien. Pero cada seis meses, cuando se renueva, consume más y más recursos y, de hecho, en un cacharro bien viejo que tengo por ahí, mantengo una distribución más antigua.

Pero he aquí, que descubro leyendo un artículo en una revista Linux, apartado de “Educación” que unos superprofes, muy capacitados, a los cuales no les llego ni al tobillo, hicieron un proyecto de centro con su servidor, sus equipos en red y su todo instalando GNU/Linux, pero con una distribución distinta que yo, sinceramente, desconocía. Se trata del “Entorno de Escritorio Xfce”, para lo cual, se instala la distribución Xubuntu de GNU/Linux, cuyo aspecto podéis ver en la siguiente imagen.

Escritorio Xfce

Este entorno es acéptico, intuitivo y poco atractivo; pero tiene algo que lo hace especial, es ligero, muy ligero, eficaz y funcional . Y equipos del año catapum van más rápido y no debes esperar a que las ranas críen pelo para abrir un editor de texto. Ni corto ni perezoso, se lo planteé a la directiva y ahora, una de las aulas de informática, la de los PCs prehistóricos, tienen GNU/Linux bajo la distribución Xubuntu. Oh! que maravilla! Oh que primor! La velocidad no es de Ferrari, pero sí que se nota, sí. Al fin y al cabo… ¿Qué es lo que más se utiliza en un aula de informática? Navegar por Internet, Procesadores de texto, reproductores de audio y vídeo, Hojas de cálculos, Presentaciones y poco más… Y todo eso lo tiene esta distribución. Así que, lo siento compañero míos, ratios altas, más lectivas, menos sueldo… ¡y encima Linux! No os preocupéis, en media hora, al que quiera, lo pongo al día

Por fin un aula sin Windows, sin virus, sin cuelgues, sin quebraderos de cabeza. Veamos como sale la cosa.

Apaga la luz…

Hoy, uno de Septiembre, comienza el que es para mí, el primer día del año. No el uno de enero, no , sino el primer día de un nuevo curso. Empieza con novedades… los inmigrantes irregulares no tienen derecho a la asistencia sanitaria regular, el precio de todo sube “gracias” al IVA, un sinfín de medicamentos dejan de estar bajo el paraguas de la asistencia sanitaria, y otros cosillas más que se me quedan por el camino. En definitiva, una oportunidad para afrontar con optimismo el futuro.

Pero hay otra novedad que está pasando desapercibida, y ya que con este blog se pretende aprender tecnología, pues ¡hala! mejor olvidar los sinsabores ininterrumpidos y cansinos de nuestra gloriosa clase política y prestar atención al sector que debería ser la punta de lanza de la salida de esta calculada y premeditada crisis: la tecnología. Y es que la bombilla incandescente, ese invento de más de un siglo de Edison dejará de fabricarse a partir de hoy en Europa y para Europa, al menos en su formato tradicional.

Este invento revolucionó el mundo. Supuso que, por primera vez y a golpe de clic, se hiciese el día en la noche, sin depender del fuego. De forma cómoda, rápida y limpia; disponías de una fuente de luz eficaz, constante y duradera. Cambió hábitos de vida nocturna, y aumentó la productividad (aunque esto es lo de menos). Pero… ¿Qué ha pasado? Pues al parecer, las incandescentes suponen un gasto energético alto, si las comparamos con otro tipo de bombillas: fluorescentes compactas, halógeneas y LED. De hecho, sólo un 5% de la energía consumida por estas bombillas se invierte en luz, mientras que el resto se disipa en forma de calor que, al fin y al cabo, no es su cometido. Sin embargo, a pesar de que las ventas de esta bombilla han caído año a año, siguen representando una de cada tres, porcentaje alto…¿Por qué? Podemos citar varias razones.

  1. Son mucho más baratas. En tiempos de crisis, vas a por lo más económico, aunque la bombilla consuma más.
  2. Su luz no es tan fría como las lámparas halógenas y fluorescentes. Parece más viva, más cálida, más auténtica.
  3. A pesar de que consumen más, el consumo energético en su fabricación es menor, lo que redunda en un menor impacto ambiental de fabricación (en cuanto a energía y materiales). Detalle pocas veces valorado, pero cierto en sí mismo.
  4. No emplean mercurio, al contrario que las lámparas halógenas; metal MUY contaminante.

Sus detractores, por otra parte, citan las ventajas de las nuevas bombillas.

  1. A pesar de su coste inicial, su consumo energético compensa el precio del producto.
  2. Por el hecho de reducir el consumo energético, se producen ventajas medioambientales.

También habría que añadir otro argumento. El precio bajará al ocupar el espacio en el mercado que ocupan las incandescentes. Yo, me permito mis dudas. La avaricia les vicia…

Lámpara fluorescente compacta

Lámpara fluorescente compacta

De entre lo que nos queda, como ya comenté, nos quedan tres opciones: las fluorescentes compactas, que ya llevan tiempo largo entre nosotros; las lámparas halógenas, que también son clásicas entre nosotros y las novedosas y mucho más caras lámparas LED, de más reciente incorporación. Estas últimas, desde mi punto de vista, son la opción más adecuada, pues a su reducido consumo, se une su menor impacto ambiental cuando se desechan y, supuestamente, tienen larga duración. Sin embargo, su precio es exagerado, hasta 25 euros. Así que, lámpara para riquillos y dudo que bajen mucho de precio con la medida que hoy entra en vigor. Las lámparas fluorescentes compactas, desde mi punto de vista son un pequeño fraude. Cierto es que consumen menos, pero su luz es fría, estéril y hasta molesta. Su duración… se dice que mayor que las incandescentes, pero he comprobado que no es así. ¡duran menos! Al fin y al cabo, la obsolescencia programada es un invento que no puede acabar con estas nuevas lámparas. Pero lo peor es el mercurio, uno de los metales más venenosos que existen forma parte de las lámparas halógenas. Luego, una vez agotadas, su impacto ambiental es enorme y, para mí, no compensan en absoluto el ahorro energético que supusieron.

Lámpara halógena

Lámpara halógena

En definitiva, que las lámparas incandescentes desaparezcan, no sé si es buena o mala noticia, pero lo que sí que es seguro, es que a partir de ahora serán una pieza de coleccionista. La solución, para mí, es que las lámparas LED bajen de precio… pero que bajen de verdad.

Más adelante, puedo entrar en detalles técnicos de cada tipo de lámparas, y así, en lugar de entrar en valoraciones personales, ustedes juzgan con vuestro criterio. De momento os dejo ESTE ENLACE del periódico “El Mundo”, que no está nada mal.

Insertando Spotify en WordPress

¿Todavía no conoces Spotify? Este es un servidor de música con una impresionante cantidad de álbumes. De hecho, es muy difícil no dar con un álbum musical. Para poder acceder a Spotify, debes crearte una cuenta en su web y bajarte una aplicación llamada Spotify Installer. Ahora bien, hay truco, debes tener una cuenta de Facebook para registrarte y si no la tienes, debes crearla. De este modo, te “obligan” a caer en las redes de Facebook. Spotify Installer es lo que se llama un cliente. Una vez instalado en tu equipo, ejecutas el cliente que te pedirá tu nombre y contraseña. La calidad del audio es muy buena, pero ojo!!! El audio lo puedes escuchar… pero no lo puedes bajar (ssshhh!!, en principio). Es lo que se conoce como Streaming. Pero… ¿Cómo es posible tanta generosidad? Pues por una razón muy sencilla, porque cada unos pocos temas, tienes que comerte publicidad. Ahhh!!! ¡Era demasiado bonito! Además, sólo puedes escuchar 10 horas al mes. Pero, no está nada mal… ya sabes, ¡a caballo regalado, no les mires el diente!. Ahora bien, si pagas la cuenta Premium, puedes tener acceso ilimitado y, lo mejor de todo, acceso desde tu smartphone. No necesitarás bajar música en MP3 a tu móvil a partir de entonces. Millones de temas musicales en tu móvil. La Tecnología avanza qué es una barbaridad!!!

Cliente de Spotify

Tras unos cuantos años de funcionamiento, Spotify se ha dado cuenta de que merece la pena ofrecer  diferentes fórmulas para insertar temas en una web, un blog, una red social, etc. En este caso inserto un tema muy conocido de la película “The GodFather”.

[spotify spotify:track:7Es2gcDpA0ma6zEqgP6Wuc]