Engineering
Mecanismo de línea recta de Watt
Haga oscilar la palanca izquierda y observe el lápiz situado en el centro de la biela: dentro de ±15° se mantiene a una fracción de milímetro de la recta trazada con regla y luego se aparta describiendo una curva. Desplace un apoyo o cambie las barras y compare la trayectoria; empuje transversalmente a la recta y compruebe que el motor solo nota el empuje lejos del centro.
Qué ocurre
Dos palancas de 0,7 m giran sobre apoyos fijos y apuntan una hacia la otra; una biela de 0,35 m une sus extremos. El lápiz situado en el punto medio M de la biela se mueve casi exactamente en línea recta, transversalmente a las palancas: con la palanca izquierda a 10° ha recorrido 122 mm a lo largo de la recta y se separa de ella 0,06 mm, a 20° son 245 mm y 2,1 mm, y más allá la trayectoria se aparta describiendo una curva. El lazo se bloquea donde la biela queda alineada con la palanca derecha, aquí a +29,3° y −57,4°; el servo se detiene 2° antes. Nada guía a M a lo largo de la recta: su trayectoria es la que le dejan los cuatro pasadores.
Empuje en M transversalmente a la recta. Cuando las palancas están horizontales, llevan el empuje directamente a los apoyos, la mitad a cada uno, y el motor no nota nada; a 15° tiene que sostener el par F·∂M_u/∂θ₁, 0,91 N·m para 100 N. Desplace el apoyo derecho 2 cm y la recta se inclina y se arquea: 2,4 mm dentro de ±20°.
Modelo: palancas y biela rígidas sobre cuatro articulaciones de giro, resueltas conjuntamente en cada paso; un servo con límite de par acciona el pasador de la palanca izquierda. Sin rozamiento ni elasticidad.
Qué probar
Haga oscilar la palanca ±20° y lea la desviación. Después fije la palanca cerca de 15° y empuje transversalmente a la recta: aparece el par del motor.
Ecuaciones del módulo
Ecuaciones A = P₁ + a·e(θ₁), B = P₂ − a·e(θ₂), |A − B| = c M = (A + B)/2 τ = −F·∂M_u/∂θ₁ F₁ = F₂ = F/2 (θ₁ = 0)
