1. LA RUEDA

La rueda se basa en el mismo principio que la palanca: una fuerza pequeña aplicada a lo largo de una gran distancia produce los mismos efectos que una fuerza grande aplicada a lo largo de una distancia pequeña.

Cuando gira alrededor de un eje o solidariamente con él, la rueda se convierte en un mecanismo que puede transmitir y aumentar la fuerza. Aplicando una fuerza en el borde de la rueda se genera una fuerza mucho mayor en el eje.

El ahorro de esfuerzo depende de los radios del eje y de la rueda.

2. LA POLEA

Básicamente, una polea es una rueda que gira libremente alrededor de un eje y que tiene en todo su contorno un surco o canal por el que corre una cuerda o una correa.

Se puede considerar que la polea es un modelo avanzado de palanca de primer género. En ella, el brazo de potencia y el brazo de resistencia son radios de la circunferencia de la polea y el punto de apoyo es el eje alrededor del cual gira la polea.

Con una sola polea no se multiplica la fuerza, pero se cambia la dirección en la que dicha fuerza actúa. La fuerza se ejerce hacia abajo y no hacia arriba, con lo que se aprovecha el peso del propio cuerpo y resulta más cómodo elevar la carga.

Combinando dos o más poleas la fuerza se multiplica de manera que la amplificación de la fuerza es tanto mayor cuanto mayor sea el número de poleas que se combinan.

En contrapartida, cuanto mayor sea el aumento conseguido tanto mayor tendrá que ser la longitud de la cuerda. Esto significa que para levantar un objeto muy pesado se deberá emplear un poco más de tiempo y usar un poco más de cuerda.

Por ejemplo, la polea móvil es un dispositivo formado por dos poleas, una fija, sujeta a un soporte por medio de un gancho y una móvil, conectada a la primera mediante una cuerda. Con un dispositivo de polea móvil el esfuerzo necesario para levantar una carga se reduce a la mitad; en contrapartida, la longitud de la cuerda que hay que emplear es el doble de la que necesitaríamos con una polea fija. Si quisiéramos reducir el esfuerzo aún más tendríamos que combinar dos o más poleas móviles.

3. EL TORNILLO

Un tornillo es, básicamente, un cilindro que lleva tallado en superficie lateral un canal continuo en forma de hélice, denominado rosca. Cuando la ranura se talla en la superficie interior de un agujero, también cilíndrico, se obtiene una tuerca.

La hélice que se arrolla sobre el cilindro recibe el nombre de hilo o filete de rosca. La distancia entre dos crestas consecutivas del hilo se denomina paso.

Los mecanismos de tornillo y tuerca tienen múltiples aplicaciones:

Permiten unir dos o más piezas de manera que, posteriormente, se puedan separar.

Sirven para multiplicar el esfuerzo, por lo que se emplean para elevar (gatos), sujetar (mordazas, presas) y cerrar (tapas).

El tornillo, en combinación con la tuerca, es un mecanismo que transforma el movimiento rotatorio en movimiento lineal.

4. EL TORNILLO SIN FIN

Este mecanismo consta de una rueda dentada helicoidal, denominada corona, y un tornillo, solidario a un eje, que engrana con la rueda.

Se emplea para transmitir movimiento entre dos ejes perpendiculares. También suele utilizarse como reductor de velocidad.

El tornillo tiene un solo diente con forma helicoidal, de manera que cada vez que el tornillo da una vuelta completa tan solo se desplaza un diente de la rueda. Por lo tanto, para que la rueda dé una vuelta completa, el tornillo tendrá que girar tantas veces como dientes tiene la rueda. Por ejemplo, si la rueda tiene cincuenta dientes, el tornillo tendrá que girar cincuenta veces o, dicho de otro modo, el tornillo sin fin tiene que girar cincuenta veces más rápido que la rueda helicoidal.

El mecanismo es irreversible, es decir, el tornillo puede hacer girar la rueda, pero la rueda no puede mover el tornillo. Por lo tanto, el elemento conductor es siempre el tornillo.

5. EL PIÑON Y CREMALLERA

Este mecanismo está formado por una rueda dentada, el piñón que engrana con una barra también dentada, llamada cremallera.

Cuando gira el piñón la cremallera se desplaza en línea recta. Se usa, por tanto, para transformar el movimiento rotatorio en rectilíneo.

Si el piñón gira sin desplazamiento también puede conseguirse el efecto inverso; es decir, al desplazar la cremallera se hace que gire el piñón.