Principios fisicos reloj mecanico

Oscar J. Cardona Lara

RELOJ MECÁNICO: PRINCIPIOS FÍSICOS

SITUACION E HISTORIA: Capturando un instante El hombre “es” en el mundo de tiempo en una pintura rupestre en tanto es consiente de este y controla recursos de su medio natural.  Existen elementos de su medio que no pueden ser controlados, pero si medidos: el tiempo.  Inicialmente las actividades agrícolas se sofistican gracias al control del tiempo. Elemento de referencia: astros y estrellas.



Calendario Judio

SITUACIÓN E HISTORIA Midiendo el tiempo, el hombre controla fenómenos asociados al movimiento: velocidad, aceleración.  También le permite registrar fenómenos naturales usando el tiempo como la medida de espacio entre un suceso y otro. 

Clepsidra: reloj de agua Egipcio-Griego

Reloj de arena Europa Medieval

Reloj de Galileo Galilei Reloj de sol Romano

RELOJ MECANICO Inventado en 1656 por Christiaan Huygens , inspirado en las investigaciones de Galileo Galilei  Utiliza un péndulo oscilante para medir el tiempo.  ISOCRONISMO: el periodo de oscilación depende de la longitud del péndulo (Galileo Galilei).  Lo componen principalmente: Fuente de energía Escape Péndulo Tren de engranes Indicador 

PARTE: FUENTE DE ENERGIA 

 

Según las fuente de energía del reloj mecánico, aplica un principio físico particular.

Peso.

Resorte (muelle de torsión).

Muelle de torsión

PARTE: FUENTE DE ENERGÍA PRINCIPIO FÍSICO : PESA – TORNO Maquina simple: torno  Torque: por acción del peso P, sujeto a un tensor que esta arrollado en el cilindro se produce un torque en el eje del cilindro: T= r * F, donde R: radio cilindro F: fuerza producido por el peso F= m * 9,8 m/s^2 

PARTE: FUENTE DE ENERGÍA PRINCIPIO FÍSICO : PESA – ENERGÍA Y ACELERACIÓN Energía almacenada en función de la posición del peso respecto al suelo: Energía Potencial Ep= m*h*g Si el rodillo gira libremente, el peso cae con una aceleración de 9,8m/s^2 Tiempo de caída en función de la altura y la aceleración gravitacional.

A cada segundo aumenta la velocidad.

V= Vo + at El movimiento de la pesa, produce un movimiento angular en el cilindro, por tanto tendrá una velocidad angular: 

PARTE: FUENTE DE ENERGÍA PRINCIPIO FÍSICO : PESA – VELOCIDAD ANGULAR

Velocidad angular: ángulo recorrido por unidad de tiempo: ω= α / t Si se mide en términos de revoluciones (una vuelta completa de 2πrad) donde 1rev = 2π rad ω= 2πrad / t Cuando no es una vuelta completa: ω= rad / t  Velocidad linear: es la velocidad angular por el radio: V= ω r Despejando ω: ω= V/r  Calculando RPM Si 1 rpm = 360gr/60seg = 2πrad/60seg, y X rpm = rad /seg Entonces: Rpm = rad/seg /πrad/30 =rad*30 /seg / πrad Como ω= rad / t se reemplaza y se tiene: Rpm= ω*30 / πrad 

PARTE: ESCAPE 

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Elemento mecánico con principio en el trinquete que impide que el sistema de la pesa se libere de forma inmediata, regulando el giro del cilindro motriz que alimenta el reloj. Consta de: Ancora Rueda de Escape

PARTE: ESCAPE



Ancora: barra con dos paletas que regula el movimiento de la rueda de escape y retroalimenta la oscilación del péndulo. Esta es accionada por el mismo péndulo.

PARTE: ESCAPE ďƒ’

Rueda de escape: rueda dentada solidaria al cilindro del eje motriz. La geometrĂ­a dentada permite impulsar la ancora en un momento, para posteriormente ser bloqueado por esta.

PARTE: ESCAPE 

Alternancia

PARTE: PENDULO PRINCIPIO FÍSICO : PÉNDULO SIMPLE 

Tiempo oscilación péndulo: t: tiempo osc.  Completa l: longitud péndulo g: aceleración gravitacional. 



Es un dispositivo que consta de una masa sujeta a un tensor de peso despreciable, el cual al ser desplazado respecto de su posición de origen, oscila de forma regular (movimiento armónico simple).

Ley de Sincronismo: duración de las oscilaciones es independiente a la amplitud (pequeñas oscilaciones inferiores a 8grados).

Ley de masas: tiempo de oscilación no depende de las masa.

Ley de longitudes: la oscilación de dos péndulos esta relacionada por las raíces cuadradas de sus longitudes (diferentes).

PARTE: TREN DE ENGRANAJES (MINUTERIA) Conjunto de engranajes que transmiten el movimiento desde la rueda de escape-eje motriz a los ejes de los indicadores o mecanismo de minuteria en otros casos.. ďƒ’ Para ello realiza las reducciones de la velocidad de giro para que los movimientos de los indicadores sean equivalentes: 1 hora = 60 minutos. 1 minuto = 60 segundos. ďƒ’

PARTE: TREN DE ENGRANAJES (MINUTERIA)

PARTE: TREN DE ENGRANAJES – RELACION DE TRANSMISION

PARTE: INDICADORES 

Elementos de señalización conformados por la aguja y disco horario que permiten realizar la lectura del tiempo “calculado” por el reloj.

ESCAPES: TIPOS DE ESCAPES Los mecanismos de escape están agrupados en 6 grupos:  Ancora  Paleta  Cilindro  Duplex  Virgula 

ESCAPES: TIPOS DE ESCAPES 

Ancora Graham

ESCAPES: TIPOS DE ESCAPES 

Paletas

ESCAPES: TIPOS DE ESCAPES 

Cilindro

ESCAPES: TIPOS DE ESCAPES 

Duplex

ESCAPES: TIPOS DE ESCAPES 

Virgula

REFERENCIAS 

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Alvarez, J. (2012). El misterio de la exactitud de los relojes mecánicos: ¿Cómo marcan los segundos con tanta precisión?. Canaldeciencias.com. Recuperado 19 Agosto 2016, a partir de http://www.canaldeciencias.com/2012/12/17/el-misterio-de-la-exactitud- de- losrelojes-mec%C3%A1nicos-c%C3%B3mo-marcan-los-segundos-con-tanta- precisi%C3%B3n/ Pellini, C. (2014). Las leyes del Péndulo Físico Oscilación Periodo Frecuencia.

Historiaybiografias.com. Recuperado 18 Agosto 2016, a partir de http://historiaybiografias.com/pendulo/ Reloj de sol. (2016). Profesorenlinea.cl. Recuperado 19 Agosto, a partir de http://www.profesorenlinea.cl/mediosocial/RelojSol.htm Reloj de sol. (2016). Es.wikipedia.org. Recuperado 19 Agosto 2016, a partir de Pellini, C. (2014). Las leyes del Péndulo Físico Oscilación Periodo Frecuencia.

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