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Un mecanismo de cigüeñal y deslizador es un sistema común y simple que se utiliza para convertir movimiento rotacional en movimiento lineal recíproco, o sea un movimiento que va hacia adelante y hacia atrás a lo largo de una línea recta. Los ejemplos clásicos son el pistón y el cigüeñal en un motor de automóvil o locomotora. Un modelo simple de este mecanismo se puede construir en el hogar con materiales caseros, madera o metal.
Pasos
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Elige los materiales. Este ejemplo utiliza cartón y alambre, ya que son muy fáciles de conseguir y cortar. Un modelo más robusto y atractivo puede usar madera balsa, paletas de helado, madera, gomaespuma dura, metal o materiales caseros como la tapa de un recipiente. Elige los materiales en base a lo que encuentres y si son fáciles de trabajar.
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Crea una base. La base tiene la función de soportar los otros componentes del mecanismo y además provee los puntos de apoyo para las partes rotativas. En este modelo se cortó una hoja grande de cartón proveniente de una caja de cereal y se usará como base.
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Corta el cigüeñal. El cigüeñal necesita dos puntos de apoyo o giro. Pueden cortarse unos círculos como muestra la ilustración anterior o pueden cortarse en los extremos de una pieza rectangular corta. Si prefieres un círculo, usa un compás o dibuja alrededor de una pieza circular de tamaño adecuado, como una lata o vaso. Haz un agujero en el centro del cigüeñal y haz otro cerca del borde del círculo que dibujaste. Para un cigüeñal lineal haz agujeros cerca de cada extremo. No hagas los agujeros muy cerca del borde.
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Corta el árbol. Haz que el largo sea aproximadamente el doble de la distancia entre los dos agujeros. Haz agujeros cerca de los extremos del árbol.
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Corta el deslizador. Este puede ser un rectángulo simple hecho del material que estás usando. Si vas a colocar el deslizador en un tubo, como por ejemplo una cañería, es preferible usar un material cilíndrico, como un corcho o un pedazo de tarugo o varilla. Haz un agujero en un extremo del deslizador.
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Diseña un medio para mantener el deslizador sobre una trayectoria lineal. Para un modelo de cartón de dos dimensiones puedes usar rectángulos doblados y pegados a la base. Haz que estas guías tengan una longitud del doble del cigüeñal, más la longitud del deslizador.
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Prepara los puntos de apoyo o giro. Este modelo usa alambre de construcción y botones, pero cualquier ensamble que se ajuste en los agujeros y que sostenga las piezas mientras rotan entre sí funcionará muy bien.
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Haz un agujero en la base. Esto creará un punto de giro entre el centro (o un extremo) del cigüeñal y la base.
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Crea un punto de giro entre el cigüeñal y el árbol. Si estás fabricando un modelo bidimensional sobre una base de madera o cartón, coloca el árbol encima del cigüeñal.
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Crea otro punto de giro entre el árbol y el deslizador. En el modelo bidimensional coloca el deslizador debajo del árbol.
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Gira el cigüeñal de tal forma que el deslizador se ubique en posición totalmente replegada. Acomoda las guías de los costados para que el deslizador tenga movimiento libre y luego fíjalas en sus lugares. Si las guías son de papel puedes usar cola blanca o grapas.Anuncio
Consejos
- Haz que las piezas sean amplias, especialmente si trabajas con un material delicado como el cartón o madera balsa. Esto evitará que se doblen o tuerzan cuando las gires.
- Debido a que la punta del cigüeñal sigue un movimiento circular, el movimiento del deslizador seguirá un patrón sinusoidal. En otras palabras, la ubicación del deslizador se comporta de acuerdo al seno del ángulo que forma el cigüeñal. Esto significa que cuando existe una velocidad rotacional constante en el cigüeñal, la velocidad del deslizador estará al máximo en el centro de su trayectoria y estará al mínimo en los extremos.
- En este modelo el movimiento rotacional del cigüeñal impulsa al deslizador, pero también es posible lograr el efecto contrario. Para que esto se logre, el cigüeñal debe poseer un poco de momento angular para que siga girando en los extremos de la trayectoria del deslizador. Si empujas el deslizador hacia adelante y hacia atrás en este modelo, posiblemente tengas que empujar el cigüeñal para que sobrepase la parte media de la trayectoria.
- Utiliza una regla para cortar líneas rectas, especialmente cuando se trate del deslizador.
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Advertencias
- Usa gafas de protección si vas a operar un barreno o si vas a usar una navaja de carpintería.
- Los metales pueden tener bordes filosos, especialmente cuando los cortas. Ten mucho cuidado.
- Si los materiales que usas son más rígidos y pesados que el cartón, ten mucho cuidado con los dedos al tocar las juntas de las partes en movimiento.
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Cosas que necesitarás
- Materiales que desees. Puede ser madera, metal, cartón duro, gomaespuma dura u otros objetos caseros.
- Herramientas para cortar agujeros en estos materiales.
- Accesorios para fijar o unir los materiales para que se apoyen o giren entre sí. Alambre, tornillos, espigas, etc.
- Guías para el deslizador. Pueden ser bloques pequeños, papel o cartón doblado, etc.
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