Máquinas Simples - Tornillo

Un tornillo es una modificación del plano inclinado. Las roscas de un tornillo son como un plano
inclinado enrollado alrededor de un cilindro.

Cuando se enrosca un tornillo en un trozo de madera es como si se hiciera girar el largo plano inclinado a través de la carga; es como mover el plano inclinado mientras el objeto que se encuentra sobre él se mantiene quieto.

La fuerza giratoria aplicada a un desarmador se convierte en una fuerza rectilínea que enrosca al tornillo hacia dentro de un objeto.

Se le llama "paso" al número de roscas que hay en cada centímetro del tornillo. Por ejemplo, si un tornillo tiene 8 roscas en un centímetro, el tornillo tiene un paso de 1/8; eso significa que ese tornillo avanzará verticalmente una distancia de 1/8 de centímetro (hacia dentro de un objeto) cada vez que se de una vuelta. Entre mayor  sea el paso del tornillo, más vueltas se necesitan, y también menos esfuerzo, para enroscarlo.

Una tuerca también tiene un plano inclinado por dentro, de modo que cuando un tornillo se enrosca en una tuerca, lo que en realidad ocurre es que el plano inclinado del tornillo se desliza sobre el plano inclinado de la tuerca, produciendo un movimiento vertical; o sea, produciendo que el tornillo avance hacia adentro o hacia afuera de la rosca.

           

Ventaja Mecánica

La ventaja mecánica de un tornillo tiene relación con la dispersión del esfuerzo a lo largo de una
mayor distancia, permitiendo así superar grandes cargas con una cantidad de esfuerzo menor. Se puede calcular utilizando la siguiente fórmula:

ventaja mecánica = 2πr / paso = πD / paso

donde "r" y "D" son el radio y el diámetro de la cabeza del tornillo.

Ejemplos

Imagina que necesitas subir algo hasta una altura considerable. Para hacerlo podrías utilizar un plano inclinado, solo que si la altura es grande el plano inclinado podría quedar demasiado extenso. Una forma de aprovechar la ventaja mecánica de un plano inclinado sin que éste tenga que extenderse demasiado lejos, es "enrollarlo" sobre un soporte vertical. El resultado será precisamente un tornillo.




Ahora imagina que necesitas levantar un objeto pesado. De igual forma podrías hacer uso de un plano inclinado, teniendo nuevamente el problema de que podría resultar demasiado extenso. También esta vez podrías "enrollarlo" sobre un soporte vertical, con lo cual nuevamente obtendrías un tornillo.

Utilizando la fuerza que proporciona un tornillo, podrías montarlo en un bloque rígido que tenga una tuerca interna, de forma tal que al hacer girar el tornillo éste se introduzca en la tuerca y así el bloque se mueva. Con ello lo que habrás construido es una prensa, con la que puedes sujetar cosas.

Enlaces

Aquí puedes ver el video completo: Tornillo (minuto 7:49)

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