jueves, 1 de septiembre de 2011

Energía Cinética


En un sistema físico, la energía cinética de un cuerpo es energía que surge en el fenómeno del movimiento. Está definida como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de una masa dada desde el reposo hasta la velocidad que posee. Una vez conseguida esta energía durante laaceleración, el cuerpo mantiene su energía cinética salvo que cambie su rapidez o su masa. Para que el cuerpo regrese a su estado de reposo se requiere un trabajo negativo de la misma magnitud que su energía cinética. Suele abreviarse con letra Ec o Ek (a veces también T o K).

viernes, 12 de agosto de 2011

Cigueñal



Esquema de funcionamiento.
Un cigüeñal es un eje acodado, con codos y contrapesos presente en ciertasmáquinas que, aplicando el principio del mecanismo de biela - manivela, transforma el movimiento rectilíneo alternativo en circular uniforme y viceversa. En los motores deautomoviles el extremo de la biela opuesta al bulón del pistón (cabeza de biela) conecta con la muñequilla, la cual junto con la fuerza ejercida por el pistón sobre el otro extremo (pie de biela) genera el par motor instantáneo. El cigueñal va sujeto en los apoyos, siendo el eje que une los apoyos el eje del motor.
Normalmente se fabrican de aleaciones capaces de soportar los esfuerzos a los que se ven sometidos y pueden tener perforaciones y conductos para el paso de lubricante. Hay diferentes tipos de cigüeñales; Los hay que tienen un apoyo cada dos muñequillas y los hay con un apoyo entre cada muñequilla.
Por ejemplo para el motor de automóvil más usual, el de cuatro cilindros en línea, los hay de tres apoyos, (hoy ya en desuso) y de cinco apoyos, que actualmente es el más común.

Pistón


Se denomina pistón a uno de los elementos básicos del motor de combustión interna.
Se trata de un émbolo que se ajusta al interior de las paredes del cilindro mediante aros flexibles llamados segmentos o anillos. Efectúa un movimiento alternativo, obligando al fluido que ocupa el cilindro a modificar su presión y volumen o transformando en movimiento el cambio de presión y volumen del fluido.
A través de la articulación de biela y cigüeñal, su movimiento alternativo se transforma en rotativo en este último.
Esquema simplificado del movimiento pistón/biela
Puede formar parte de bombascompresores y motores. Se construye normalmente en aleación dealuminio.
Los pistones de motores de combustión interna tienen que soportar grandes temperaturas y presiones, además de velocidades y aceleraciones muy altas. Debido a estos se escogen aleaciones que tengan un peso específico bajo para disminuir la energía cinética que se genera en los desplazamientos. También tienen que soportar los esfuerzos producidos por las velocidades y dilataciones. El material más elegido para la fabricación de pistones es el aluminio y suelen utilizarsealeantes como: cobresiliciomagnesio y manganeso entre otros.

Manivela


Se llama manivela a la pieza normalmente de hierro, compuesta de dos ramas, una de las cuales se fija por un extremo en el eje de una máquina, de una rueda, etc. y la otra forma el mango que sirve para mover al brazo, la máquina o la rueda. Puede servir también para efectuar la transformación inversa del movimiento circular en movimiento rectilíneo.1 Cuando se incorporan varias manivelas a un eje, éste se denomina cigüeñal.
El mecanismo de biela y manivela es extensamente empleado en diversas máquinas, fundamentalmente para transformar el movimiento alternativo de los pistones de un motor de combustión interna en movimiento rotatorio de otros componentes.
La ecuación de equilibrio de una manivela es:
M = F.D
El esfuerzo que transmite una manivela cumple la ecuación de equilibrio de las palancas; y se ve que en cada uno de los lados de la igualdad se obtiene un valor que resulta de multiplicar una fuerza por su distancia al punto de giro. Este proceso se denomina "momento".

jueves, 4 de agosto de 2011

Historia de la bicicleta

Los testimonios más antiguos sobre este, hoy popular, vehículo se remontan hasta las antiguas civilizaciones de Egipto, China e India.

En un apartado de la obra "Codez Atlanticus" de Leonardo da Vinci ya aparecía un dibujo de una bicicleta. Leonardo ya pensó en una transmisión de cadena como en las que se utilizan en la actualidad . Estos dibujos fueron dispersados por el tiempo y quedaron recopilados sin orden ni concierto en la biblioteca Ambrosiana de Milán.


Boceto de Leonardo da Vinci
hacia 1490
Vehículos toscos de dos ruedas propulsados por los pies eran corrientes en los primeros años de la segunda mitad del siglo XVII. En 1690, un francés, el Conde Mede de Sivrac inventó "el celífero" ("la célérifère"), que consistía en un bastidor de madera al que se añadían las ruedas. El vehículo no tenía manillar; el asiento era una almohadilla en el bastidor y se propulsaba y dirigía impulsando los pies contra el suelo.


"Dandy Horse" 1817
En 1816, un noble alemán diseñó el primer vehículo de dos ruedas con dispositivo de dirección. Esta máquina, denominada draisiana (en honor a su inventor), tenía un manillar que pivotaba sobre el cuadro, permitiendo el giro de la rueda delantera. Después, inventores franceses, alemanes y británicos introdujeron mejoras. En Inglaterra, estos primeros modelos se conocieron como balancines; el nombre de dandy horse quedó para el vehículo inventado en 1818. El balancín era más ligero que la draisiana y tenía un asiento ajustable y un apoyo para el codo. Fue patentado en Estados Unidos en 1819, pero suscitó poco interés.
En 1839, un herrero escocés, Kirkpatrick Macmillan, añadió las palancas de conducción y los pedales a una máquina del tipo de la draisiana. Estas innovaciones permitieron al ciclista impulsar la máquina con los pies sin tocar el suelo. El mecanismo de impulsión consistía en pedales cortos fijados al cubo de la rueda de atrás y conectados por barras de palancas largas, que se encajaban al cuadro en la parte superior de la máquina. Las barras de conexión se unían a las palancas a casi un tercio de su longitud desde los pedales. La máquina era impulsada por el empuje de los pies hacia abajo y hacia adelante

La usó para realizar un viaje de ida y vuelta hasta Glasgow de 226 km, cubriendo un tramo de 65 km a una velocidad media de 13 km/h.


Primera bicicleta a pedales
Macmillan, 1839.

Velocípedo de Michaux, 1866.
En 1846, un modelo mejorado de esta máquina, diseñado por un escocés, tomó el nombre de dalzell, muy utilizado en Gran Bretaña.

En 1861 , Ernest Michaux decidió dotar de unos pedales a la rueda delantera de una vieja draisiana. Aunque el descubrimiento fue de suma importancia , tropezó con un grave problema que durante cierto tiempo resultó infranqueable ; no había forma de mantener el equilibrio con el movimiento a pedales . Ernest se dio cuenta de que la máquina de dos ruedas sería estable siempre que fuera a una velocidad suficiente ; el lento aprendizaje resulto efectivo .

Se reconoce a Michaux como el precursor directo de la bicicleta aunque se deben citar nombres como Philip Moritx o Galloux que construyeron bicicletas a pedales para uso particular . Hay referencias más antiguas halladas en jeroglíficos egipcios en los que se describe a un hombre montado sobre un aparato formado por dos ruedas unidas a un potro . El inventó de Michaux , la "Michaulina" se empezó a producir en serie atrayendo la atención de las clases populares.

Este modelo se hizo muy popular en Francia. El cuadro y las ruedas se fabricaban en madera. Los neumáticos eran de hierro y los pedales estaban colocados en el cubo de la rueda delantera o del conductor, que era un poco más alta que la rueda de atrás.


Velocípedos (1870)
En Gran Bretaña esta máquina se conoció como el 'quebrantahuesos', a causa de sus vibraciones cuando circulaba sobre carreteras pedregosas o en calles adoquinadas.

En 1869, en Gran Bretaña se introdujeron neumáticos de goma maciza montados en el acero, y el vehículo fue el primero en ser patentado con el nombre moderno de bicicleta.

En 1873, James Starley, un inventor inglés, produjo la primera máquina con casi todas las características de la famosa bicicleta común o de rueda alta. La rueda delantera de la máquina de Starley era tres veces más grande que la de atrás.

El 7 de enero de 1887, el norteamericano Thomas Stevens realiza el primer viaje en bicicleta alrededor del mundo. Partió de San Francisco y regresó a la misma ciudad después de pedalear durante más de tres años.

El 31 de mayo de 1889 nació oficialmente el ciclismo de competición; los hermanos Olivier , asociados de la fábrica de Michaux , organizaron una carrera en el parque de Saint Cloud de París con 1200 m de recorrido en la que tomaron parte 7 ciclistas . A partir de entonces comenzó la fiebre del ciclismo . En el aspecto técnico se investigaba a marchas forzadas para encontrar nuevas soluciones . La velocidad se convirtió en una obsesión . Las michaulinas eran demasiado lentas ya que en cada vuelta completa de los pedales recorrían 3.14 metros . Con lógica , los fabricantes aumentaron los diámetros de las ruedas delanteras llegándose a construir ruedas motrices de 3 m de diámetro . Todo ello fue en detrimento de la seguridad , del equilibrio y del peso llegando algunos modelos a pesar 40 Kg . Los fabricantes tendieron a homogeneizar sus máquinas. Las descomunales ruedas delanteras se redujeron a un diámetro de 1,2 metros y las traseras a 40 centímetros .

Las modificaciones y mejoras en los años siguientes incluyeron el cojinete de bolas y el neumático. .Estos inventos, junto con el uso de tubos de acero soldados y los asientos de muelles, llevaron a la bicicleta a la cumbre de su desarrollo. Sin embargo, la vibración excesiva y la inestabilidad de la bicicleta de rueda alta obligó a los inventores a esforzarse por reducir la altura de la bicicleta.

Hacia 1880 apareció la conocida máquina segura o baja. Las ruedas eran casi del mismo tamaño y los pedales, unidos a una rueda dentada a través de engranajes y una cadena de transmisión, movían la rueda de atrás.

En 1885, John Kemp Starley crea “la bicicleta de seguridad”, donde la rueda delantera es mas pequeña y gracias al uso de los rodamientos, es propulsada por una cadena, se le acopló frenos, para una mayor seguridad. Añadiéndose poco después, 1888, los neumáticos desarrollados por John Boyd Dunlop, donde en su tubo interior se rellenan de aire, amortiguando parte del golpeteo contra los caminos.


Bicicleta de seguridad, 1885
La bicicleta de seguridad se extendió rápidamente por todo el mundo industrializado. En 1896, una bicicleta podía costar el salario de 3 meses de un trabajador medio, pero ya en 1909 se había reducido a menos de un mes de trabajo. Esta bicicleta tiene una gran semejanza con la bicicleta que todos conocemos hoy en día.

En Francia , los hermanos Michelín crearon un neumático desmontable y en Italia , Giovanni Battista Pirelli hizo lo propio . Con el neumático y unas cuantas cámaras de recambio se podía ir a todas partes. Las bicicletas pesaban entre 18 y 20 kilos.

En 1903 se disputó el primer Tour de Francia con 2428 Kilómetros de recorrido ideado por Henri Desgranges. El Tour, que ha ido mejorándose con el paso de los años y se ha convertido hoy en día en banco de pruebas de sofisticadas máquinas que no superan su aprobación si no salen triunfantes de la ronda francesa , ha sido campo de experiencias y ha hecho nacer muchos prototipos.


La antigua bici de montaña
de Gary Fisher
El primer Giro de Italia (creado por Costamagna, Cougnet y Morgagni) se celebró en mayo de 1909 y, más adelante, la Primera Vuelta Ciclista a España en 1935, ideada por Juan Pujol. La principal prueba en ruta por etapas sudamericana, la Vuelta Ciclista a Colombia, no se celebró hasta 1951.

En las décadas de 1960 y 1970, la contaminación atmosférica por los gases de los automóviles incrementó el interés hacia la bicicleta, a lo que se unió la grave crisis mundial del petróleo durante varios años. En parte, a causa de estos estímulos, la popularidad de la bicicleta se incrementó enormemente. En algunas ciudades se establecieron carriles para bicicleta y rutas de ciclistas propias.

La importancia dada a la forma física en las décadas de 1970 y 1980 aumentaron su popularidad. Se generalizó la bicicleta de carreras ligera de diez velocidades, con frenos de mano y neumáticos estrechos de alta presión.

A principios de la decada de los 70's se inició la moda de utilizar la bicicleta en caminos de tierra. Surgieron entonces varios grupos de ciclistas que practicaban esta nueva modalidad entre ellos los llamados "The Canyon Gang", representados porJohn York, Tom Slifka, Robert y Kim Kraft, que se dedicaban a realizar carreras en la montaña "Tamalpais" en el estado de California, pero las bicicletas que utilizaban eran de bici cross (con llanta muy delgada) que era muy común encontrarlas en Europa en aquella época. Fue entonces que a Joe Breeze, Charlie Kelly, Gary Fisher y Tom Ritchey se les ocurrió colocarle llantas anchas a sus viejas bicis de marca Schwinn Excelsiors que pesaban unos 18 Kg y así obtuvieron más control y fueron los más veloces de la montaña

En 1976 los mismos Breeze, Kelly, Fisher y Ritchey organizaron entre una carrera de 3 millas en "Cascade Fire" cerca de la región denominada "Fairfax" en California. Llegando el año de 1977 el todavía adolescente "Breeze" montó diez cuadros de Cromoly utilizando los mismos principios de la geometría de sus bicis Schwinn Excelsior y utilizó una de estas bicis en una carrera y ganó. Este nuevo tipo de cuadros de bicicleta inspiró a Fisher a conseguir uno igual y le pidió a Ritchey que le construyera uno para él. De ahí que estas nuevas bicicletas se les llamó Mountain Bike o Bicicleta de Montaña.

En 1974 Russ Mahon, Carter Cox y Bernie Mahon fueron los primeros ciclomontañistas en participar en una carrera con un desviador trasero (derailleurs) que fue inventado en 1958 por el francés Campagnolo para las bicicletas de ruta. Esto llamó mucho la atención al resto de los corredores y para 1975 todos los participantes de carreras ya contaban con uno. Esta bicicleta con los nuevos componentes pesaba poco más de 20 Kg.


Bicicleta de Moser
Record de la hora
México 1984

En 1987 se introdujo comercialmente la primera suspensión delantera por la compañía Trek y con la guerra de tecnología y comercialización Trek también presentó en 1990 la primera bicicleta con doble suspensión con un peso similar a aquella de 1974, unos 20Kg.

El ciclista más veloz es considerado John Howard, de Estados Unidos, quien alcanzó en 1985, los 245,08 kilómetros por hora en una bicicleta diseñada especialmente.

En la actualidad hay en el mundo unos 800 millones de bicicletas cantidad que duplica el número de coches.

sábado, 11 de junio de 2011

Más de Freddiew

Si quieren ver más de estas asombrosas hazañas, entren a:
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