Palanca

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La palanca es una máquina simple cuya función consiste en transmitir fuerza y desplazamiento. Está compuesta por una barra rígida que puede girar libremente alrededor de un punto de apoyo llamado fulcro.[1]

Puede utilizarse para amplificar la fuerza mecánica que se aplica a un objeto, para incrementar su velocidad o distancia recorrida, en respuesta a la aplicación de una fuerza.

Ejemplo de palanca: una masa se equilibra con otra veinte veces menor, si la situamos a una distancia del fulcro veinte veces mayor.

Los griegos desarrollaron algunas maneras de hacer mas faciles ciertos trabajos.

Puedes mover objetos pesados con poca fuerza pues existen maquinas simples que todos utilizamos de manera cotidiana.

La rampa o plano inclinado es una maquina simple que facilita eltrabajo de subir o bajar objetos pesados. Ejemplos de rampas so las construidas en lugares publicos para el desplazamiento de sillas de ruedas.

Como en este caso, hay materiales que no se pueden partir facilmente. Para hacerlo se utiliza una herramienta llamada cuna, que es una maquina simple. Consiste en una pieza de madera o metal en forma de prisma triangular. Una de sus aristas es filosa y se utiliza para dividir cuerpos solidos. Ejemplos de de cunas son el cuchillo y el hacha. Cuando golpeas un tronco con un hacha, aquel se parte dos.

La palanca es una maquina formada por una barra rigida que puede moverse libremente sobre un punto de apoyo fijo llamado fulcro.

Mientras mayor sea la distancia entre el punto de apoyo y el lugar desde el que se le aplica la fuerza, mayor sera el peso que se pueda levantar. Dependiendo del tipo de palanca, la fuerza que se aplica puede aumentar o disminuir. Un ejemplo de palanca es un subibaja, donde uno de los participantes ejerce fuerza para levantar al otro.

El tornillo es un cono en espiral que se usa para mantener unidos dos cuerpos, por ejemplo, dos piezas de madera. Para introducirlo, se realiza un movimiento de rotacion al mismo tiempo que se ejrce fuerza hacia el interior. Cada vuelta hace que el tornillo penetre mas profundamente.

Esa espiral que notas en el tornillo es un plano inclinado enrollado en el cono. Para introducirlo, se ejerce una fuerza pequena que se multiplica en la espiral. Al tratar de sacarlo se ejerce una fuerza muy grande, pero la espiral la disminuye totalmente.

Un uso muy comun de la rueda es la polea. Una polea es una maquina simple que consiste en una rueda acanalada por la que se hace pasar una cuerda. Si se usa una o mas poleas se reduce la magnitud de la fuerza necesaria para levantar un peso.

Fuerzas actuantes[editar]

Relación de Fuerzas
Relación de Fuerzas
Relación de Fuerzas

Sobre la barra rígida que constituye una palanca actúan tres fuerzas:

  • La potencia; P: es la fuerza que aplicamos voluntariamente con el fin de obtener un resultado; ya sea manualmente o por medio de motores u otros mecanismos.
  • La resistencia; R: es la fuerza que vencemos, ejercida sobre la palanca por el cuerpo a mover. Su valor será equivalente, por el principio de acción y reacción, a la fuerza transmitida por la palanca a dicho cuerpo.
  • La fuerza de apoyo: es la ejercida por el fulcro (punto de apoyo de la barra) sobre la palanca. Si no se considera el peso de la barra, será siempre igual y opuesta a la suma de las anteriores, de tal forma que la palanca se mantiene sin desplazarse del punto de apoyo, sobre el que rota libremente.
Nomenclatura
  • Brazo de potencia; Bp: la distancia entre el punto de aplicación de la fuerza de potencia y el punto de apoyo.
  • Brazo de resistencia; Br: la distancia entre la fuerza de resistencia y el punto de apoyo.

Ley de la palanca[editar]

En física, la ley que relaciona las fuerzas de una palanca en equilibrio se expresa mediante la ecuación:

Ley de la palanca: Potencia por su brazo es igual a resistencia por el suyo.

Siendo P la potencia, R la resistencia, y Bp y Br las distancias medidas desde el fulcro hasta los puntos de aplicación de P y R respectivamente, llamadas brazo de potencia y brazo de resistencia.

Si en cambio una palanca se encuentra rotando aceleradamente, como en el caso de una catapulta, para establecer la relación entre las fuerzas y las masas actuantes deberá considerarse la dinámica del movimiento sobre la base de los principios de conservación de cantidad de movimiento y momento angular.

Tipos de palanca[editar]

Las palancas se dividen en tres géneros, también llamados órdenes o clases, dependiendo de la posición relativa de los puntos de aplicación de la potencia y de la resistencia con respecto al fulcro (punto de apoyo). El principio de la palanca es válido indistintamente del tipo que se trate, pero el efecto y la forma de uso de cada uno cambian considerablemente.

Palanca de primer género[editar]

Palanca de primera clase.

En la palanca de primera clase, el fulcro se encuentra situado entre la potencia y la resistencia. Se caracteriza en que la potencia pueda ser menor que la resistencia, aunque a costa de disminuir la velocidad transmitida y la distancia recorrida por la resistencia.

Ejemplos de este tipo de palanca son el balancín, las tijeras, las tenazas, los alicates o la catapulta (para ampliar la velocidad). En el cuerpo humano se encuentran varios ejemplos de palancas de primer género, como el conjunto tríceps braquial-codo-antebrazo.

Palanca de segundo género[editar]

Palanca de segunda clase.

En la palanca de segunda clase, la resistencia se encuentra entre la potencia y el fulcro. Se caracteriza en que la potencia es siempre menor que la resistencia, aunque a costa de disminuir la velocidad transmitida y la distancia recorrida por la resistencia.

Ejemplos de este tipo de palanca son la carretilla, los remos y el cascanueces.

El punto de apoyo de los remos se encuentra en el agua.

Palanca de tercer género[editar]

Palanca de tercera clase.

En la palanca de tercera clase, la potencia se encuentra entre la resistencia y el fulcro. Se caracteriza en que la fuerza aplicada es mayor que la resultante;[2] y se utiliza cuando lo que se requiere es ampliar la velocidad transmitida a un objeto o la distancia recorrida por él.

Ejemplos de este tipo de palanca son el quitagrapas, la caña de pescar y la pinza de cejas; y en el cuerpo humano, el conjunto codo-bíceps braquial-antebrazo, y la articulación temporomandibular.

Véase también[editar]

Referencias[editar]

  1. Andrés, Dulce María y Javier Barrio, Juan Luis Antón Física y Química. 4o ESO, pág. 114. En Google Books.
  2. Manipulación de cargas con carretillas elevadoras, pág 188. En Google Libros.

Enlaces externos[editar]