miércoles, 19 de julio de 2017

Máquinas Simples - Palanca

Una palanca es una barra rígida que puede girar sobre un punto de apoyo (llamado "fulcro"). Permite aplicar una fuerza (llamada "potencia" o "esfuerzo"), para vencer otra fuerza (llamada "resistencia" o "carga").

Existen tres tipos de palancas:

Palanca de clase "A"

En la palanca de clase A, la fuerza de potencia y la fuerza de resistencia se encuentran una de cada lado del punto de apoyo.


Palanca de clase "B"

En la palanca de clase B, el punto de apoyo se encuentra en un extremo de la barra y la fuerza de potencia en el otro extremo, quedando la fuerza de resistencia en medio.


Palanca de clase "C"

En la palanca de clase C, el punto de apoyo se encuentra en un extremo de la barra y la fuerza de resistencia en el otro extremo, quedando la fuerza de potencia en medio.


*Nota: También puede ser que la potencia se ejerza hacia arriba y la resistencia hacia abajo.

Para las tres clases de palancas sucede lo siguiente:
  • Entre mayor sea la distancia desde la fuerza de potencia al punto de apoyo, menor será el esfuerzo necesario para vencer la resistencia, pero se necesita realizar más movimiento.
  • Entre menor sea la distancia desde la fuerza de resistencia al punto de apoyo, menor será el esfuerzo necesario para vencer la resistencia, pero la carga se moverá menos.

Ventaja Mecánica

En cualquiera de las tres clases de palancas, la ventaja mecánica se puede calcular dividiendo la longitud del brazo de esfuerzo (distancia que hay del esfuerzo al punto de apoyo) entre la longitud del brazo de carga (distancia que hay de la resistencia al punto de apoyo):

Ventaja mecánica = longitud del brazo de esfuerzo / longitud del brazo de carga

Ejemplos

Imagina que necesitas levantar algo pesado, como un animal o una roca. Podrías utilizar solo tu fuerza, pero si es muy pesado tal vez tus brazos no tengan la fuerza suficiente para levantarlo. Para lograrlo podrías utilizar una palanca, como las siguientes:





Aquí, la distancia del animal (carga) al punto de apoyo es la misma que hay de tus brazos (potencia) al punto de apoyo, por lo tanto se necesita aplicar la misma fuerza, como si no hubiera una palanca. Además, tus brazos y el animal se mueven la misma distancia.







Aquí, la distancia de tus brazos (potencia) al punto de apoyo es 3 veces la del animal (carga) al punto de apoyo. Por lo tanto, es 3 veces más fácil levantarlo. Si el animal pesa digamos 90kg, puedes levantarlo como si solo pesara 30kg. Pero tienes que realizar un movimiento más amplio, y el animal se levanta a poca altura. Si intercambiaran sus posiciones, tendrías que aplicar el triple de fuerza para levantarlo (como si pesara 270kg), pero tendrías que mover muy poco tus brazos, mientras que el animal se levantaría a una altura mucho mayor.


Aquí, la roca (carga) se encuentra entre el punto de apoyo y tus brazos (potencia). La distancia de tus brazos al punto de apoyo es 4 veces la de la roca al punto de apoyo. Por lo tanto es 4 veces más fácil levantarla. Si la roca pesa digamos 100kg, puedes levantarla como si solo pesara 25kg. Pero, como se muestra, el movimiento de tus brazos es más amplio que el de la roca.



Si se recorre la roca (carga) más cerca de tus brazos (potencia), se moverá más o menos lo mismo que se mueven tus brazos, pero como las distancias al punto de apoyo serían casi iguales, la palanca casi no ayudaría y casi toda la fuerza tendrías que ponerla tu.







Si se intercambian las posiciones, poniendo la fuerza de potencia más cerca del punto de apoyo, y la roca (carga) en el extremo, entonces ésta pesará más que si se levantara por si sola. Aquí, la distancia de la roca al punto de apoyo es 4 veces la que hay de la fuerza de potencia al punto de apoyo. Por lo tanto, será 4 veces más difícil levantar la roca. Pero con un movimiento muy pequeño se logrará que la roca se levante a bastante altura.


Enlaces

Aquí puedes ver el video completo: Palanca 

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