Hola, amigos. Aquí he continuado con los proyectos de recursos sencillos para visualizar temas de las ciencias naturales. Esta vez le ha correspondido el turno a la máquina simple que recibe nombres diversos, entre ellos el de "torno".
Siguiendo los conceptos vertidos por Alberto Maiztegui y Jorge Sábato en su "Introducción a la Física" publicada allá por 1951 pero con numerosas reediciones, un torno es una palanca que no tiene apariencia de tal porque se ha modificado de modo que pueda girar y arrollar una soga.
El cuerpo principal es un cilindro que por medio de una manija gira alrededor de un eje fijo. La resistencia es el elemento que queremos elevar y la potencia la ejercemos sobre la manivela lateral.
La condición de equilibrio es la misma que la de una palanca. El producto de la potencia por su brazo (momento de la potencia) debe ser igual al producto de la resistencia por su brazo (momento de la resistencia).
Como la resistencia está aplicada en el punto del cilindro en el cual la soga se separa del mismo, el brazo de la resistencia será la distancia (radio) medida desde ese punto hasta el eje. Más claramente, el brazo de la resistencia será el radio del cilindro, que es variable pues aumenta cuando se van superponiendo vueltas de la soga arrollada.
Aplicamos la potencia en la "manija" de la manivela, por lo que el brazo de la potencia será la distancia desde esa manivela hasta el eje en el que se encuentra el cilindro.
Cuanto menor radio tenga el cilindro, menor será el momento de la resistencia. Cuanto más larga sea la manivela, mayor será el momento de la potencia.
La relación entre el radio de giro de la manivela y el radio de giro del torno nos dará la "multiplicación" de ese torno, es decir, cuánto nos beneficiará su uso para necesitar menor fuerza para elevar un determinado peso.
Como los momentos son iguales, la energía obtenida será igual a la energía entregada, lo que significa que el torno no crea energía.
El torno que he creado artesanalmente tiene unos 20 cm de altura total. Utilicé un cilindro que tenía guardado por ahí aunque era de un radio poco interesante (3 cm) y hubiese preferido algo de menores dimensiones. La manivela tiene un radio de unos 6.5 cm con lo que la multiplicación de ese torno nos da aproximadamente 6,5/3 = 2.16. Esto significa que para levantar un peso de 10 gramos necesitaríamos aplicar una potencia de 4,6 gramos. En fácil, reduce a la mitad la fuerza a utilizar, lo cual no está tan mal.
El torno elegido fue un modelo de "aljibe", dispositivo muy utilizado antiguamente en el campo para sacar agua de un pozo que se inunda en su parte inferior con el agua de las napas freáticas, de la lluvia o de cualquier otra fuente adecuada..
El aljibe (del árabe hispano algúbb, y éste del árabe clásico gubb), es un depósito destinado a guardar agua potable. Lo más común es que no sea un torno sino una simple polea fija, pero como ya saben, esto no trae ventaja mecánica y hay que ejercer tanta potencia (o un poco más) que la resistencia que se desea vencer.
Nuestro aljibe del proyecto tiene un cilindro pues nos permite ejercer menor potencia.
Es justo, pues si no usamos la física para vivir más cómodamente, ¿para qué la estudiamos?
Cualquier duda, comentario, etc., al pie de este post o a danielgalatro@gmail.com.
Un saludo desde Esquel.
Prof. Daniel A. Galatro
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