El mecanismo de la Palanca
Cuando escuchamos la palabra máquina probablemente pensamos en mecanismos complicados como máquinas de escribir, coser o tejer.
Tales máquinas complejas son combinaciones de seis tipos de maquinas simples: la roldana, la palanca, el plano inclinado, los ejes, el tornillo y la cuña.
Que es una palanca?
Es una barra que puede girar en torno de un punto de apoyo. Cuando utilizamos un pedazo de madera para trasladar una piedra, un abrenueces para abrir castañas o una pinza de confitería para tomar un dulce, allí estamos utilizando una palanca.
Las palancas pueden ser divididas en tres clases
En las palancas de primera clase (palancas interfijas), el punto de apoyo está entre el punto de aplicación de la fuerza de acción y el de la fuerza de resistencia.
En las de segunda clase, el punto de aplicación de la fuerza de resistencia (palancas inter-resistentes) está entre el de la fuerza de acción y el punto de apoyo.
En las de tercera clase (palancas inter-potentes), la fuerza de acción está aplicada entre la de la resistencia y el punto de apoyo.
Ventaja mecánica de una palanca
Podemos determinar la ventaja mecánica de una palanca obteniendo la relación entre la distancia de acción y la distancia de resistencia. La fuerza de acción se debe trasladar verticalmente 2cm para elevar la carga 1 cm.
También podemos encontrar la ventaja mecánica de la palanca midiendo los brazos de la palanca de cada fuerza. Brazo de resistencia y la distancia entre el punto de apoyo y la fuerza de resistencia.
Análogamente, el brazo de acción es la distancia entre el punto de apoyo y la fuerza de acción.
Para obtener la ventaja mecánica de la palanca, dividimos el brazo de acción por el brazo de resistencia.
El punto de apoyo está en uno de los extremos de la palanca y la fuerza de acción debe trasladarse 3 cm para elaborar la carga de 1 cm.
La ventaja mecánica de la palanca es 3. Determinaremos ahora la ventaja mecánica por la relación entre los brazos de la palanca. El brazo de acción es de 90 cm y el brazo de resistencia de 30 cm. Obtenemos por tanto, nuevamente una ventaja mecánica de valor 3.
Algunas palancas multiplican la distancia en que las fuerzas actúan. La fuerza de acción se traslada 1 cm, en tanto que la de resistencia se traslada 3 cm.
La ventaja mecánica de esa palanca es de 1/3.
La fuerza de acción es 3 veces la fuerza de resistencia. Esta palanca aumenta la distancia movida, no la fuerza. Ninguna palanca puede aumentar tanto la fuerza de acción cuanto la distancia movida al mismo tiempo.
Ejemplo:
Supongamos que usamos una barra para movilizar una piedra que pesa 80 Kg
Si el brazo de acción de la barra es de 1,50 m y el brazo de resistencia de 30 cm que fuerza debemos ejercer?
80 kg* = fuerza de resistencia (fR)
30 cm = brazo de resistencia (BR)
150 cm = brazo de acción (BA)
Determinemos la fuerza de acción (fA):
Aplicaciones prácticas de la palanca
Las palancas son fundamentales en nuestra vida cotidiana y se utilizan en una gran variedad de aplicaciones. Por ejemplo, las tijeras son una aplicación de las palancas de primera clase, donde el punto de apoyo se encuentra entre las dos fuerzas. Otro ejemplo son las carretillas, que son palancas de segunda clase, donde la carga (resistencia) se encuentra entre el punto de apoyo y la fuerza aplicada.
En la industria, las palancas se utilizan en maquinaria pesada para levantar y mover cargas pesadas. En la construcción, las palancas se utilizan en grúas y excavadoras para mover materiales de construcción. En la medicina, las palancas se utilizan en instrumentos quirúrgicos como el bisturí.
Historia de la palanca
El concepto de la palanca se remonta a la antigüedad. El famoso matemático griego Arquímedes es a menudo acreditado con la formulación de la ley de la palanca. Según la leyenda, Arquímedes dijo: «Dadme un punto de apoyo y moveré el mundo». Esta frase ilustra el poder de la palanca para multiplicar la fuerza.
La palanca ha sido una herramienta crucial en el desarrollo de la civilización, permitiendo a las personas construir estructuras más grandes y mover objetos más pesados. A lo largo de la historia, la palanca ha sido utilizada en una variedad de formas, desde la construcción de las pirámides de Egipto hasta la invención de la prensa de imprimir en el siglo XV.
En resumen, la palanca es una máquina simple pero poderosa que ha jugado un papel crucial en el desarrollo de la sociedad humana. A pesar de su simplicidad, la palanca sigue siendo una herramienta esencial en una variedad de campos, desde la ingeniería y la construcción hasta la medicina y la física.
