¿Cómo actúan las palancas?

Desde el punto de vista técnico, la palanca es una barra rígida que oscila sobre un punto de apoyo (fulcro) debido a la acción de dos fuerzas, etc...

Cómo actúan las palancas
Desde el punto de vista técnico, la palanca es una barra rígida que oscila sobre un punto de apoyo (fulcro) debido a la acción de dos fuerzas contrapuestas (potencia y resistencia).

Cómo actúan las palancasEn los proyectos de tecnología la palanca puede emplearse para dos finalidades: vencer fuerzas u obtener desplazamientos.

Desde el punto de vista tecnológico, cuando empleamos la palanca para vencer fuerzas podemos considerar en ella 4 elementos importantes:

* Potencia (P), fuerza que tenemos que aplicar.

* Resistencia (R), fuerza que tenemos que vencer; es la que hace la palanca como consecuencia de haber aplicado nosotros la potencia.

* Brazo de potencia (BP), distancia entre el punto en el que aplicamos la potencia y el punto de apoyo (fulcro).

* Brazo de resistencia (BR), distancia entre el punto en el que aplicamos la resistencia y el (fulcro).

palancaPero cuando el problema técnico a solucionar solamente afecta a la amplitud del movimiento, sin tener en cuenta para nada la intensidad de las fuerzas, los elementos tecnológicos pasarían a ser:
Palanca

palanca
* Desplazamiento de la potencia (dP), es la distancia que se desplaza el punto de aplicación de la potencia cuando la palanca oscila.

* Movimiento de la resistencia (dR), distancia que se desplaza el punto de aplicación de la resistencia al oscilar la palanca

* Brazo de potencia (BP), distancia entre el punto de aplicación de la potencia y el fulcro.

* Brazo de resistencia (BR), distancia entre el punto de aplicación de la resistencia y el fulcro.

Los inventos basados en la palanca se fueron desarrollando a lo largo de los siglos y tuvieron aplicaciones en campos muy diversos: fuerza, medición, transporte.

En la prehistoria ya se empleaba de forma inconsciente para amplificar el polpe (hachas y martillos) y el transporte de materiales sobre palos que se sujetaban con la manos en un extremo y arrastraban por el suelo en el otro (narria).

* En el 3200 a. de C. ya se emplea en forma de lanza en los carros (palanca de 2º grado)

* Hacia el 2800 a. de C. se empleaba en Egipto remos fijos apoyados en chumaceras o aros para el desplazamiento por el Nilo (Palanca de 2º grado)

* Hacia el 2650 a. de C. ya se empleaba de forma habitual en Egipto y Mesopotamia la balanza de brazos móviles en cruz para la medición de masas (palanca de 1er grado).
* Sobre el 2600 se empleaban palancas de grandes proporciones para el movimiento de grandes bloques de piedra empleados en la construcción de las primeras pirámides (palanca de 2º grado).

* Por el 2500 a. de C. los artesanos de Ur (Mesopotamia) ya empleaban las pinzas en trabajos delicados (palanca de 3er grado).

* En el 2000 a. de C. ya se empleaba para el funcionamiento de las cerraduras en forma de llave.

* Por el 1550 empezó a emplearse en Egipto y Mesopotamia en forma de cigüeñal (Shadoof) para la extracción del agua de los ríos, extendiéndose rápidamente por todas las culturas fluviales. Eran grandes palancas de primer grado que posteriormente evolucionarían hacia las grandes grúas egipcias.

* Hacia el 1000 a. de C. ya se fabricaban tijeras de hierro para trasquilar ovejas en forma de palancas de tercer grado.

* En el 250 a. de C. Arquímedes descubre el principio de la palanca, con lo que este es el momento en el que empieza el uso tecnológico y consciente de esta máquina.

Según la combinación de los puntos de aplicación de potencia y resistencia y la posición del fulcro se pueden obtener tres tipos de palancas:

Palanca de primer grado

Se obtiene cuando colocamos el fulcro entre la potencia y la resistencia. Como ejemplos clásicos podemos citar la pata de cabra, el balancín, los alicates o la balanza romana.

Palanca de segundo gradoPalanca de segundo grado

Se obtiene cuando colocamos la resistencia entre la potencia y el fulcro. Según esto el brazo de resistencia siempre será menor que el de potencia, por lo que el esfuerzo (potencia) será menor que la carga (resistencia). Como ejemplos se puede citar el cascanueces, la carretilla o la perforadora de hojas de papel.

Palanca de tercer gradoPalanca de tercer grado

Se obtiene cuando ejercemos la potencia entre el fulcro y la resistencia. Esto tras consigo que el brazo de resistencia siempre sea mayor que el de potencia, por lo que el esfuerzo siempre será mayor que la carga (caso contrario al caso de la palanca de segundo grado). Ejemplos típicos de este tipo de palanca son las pinzas de depilar, las paletas y la caña de pescar. A este tipo también pertenece el sistema motriz del esqueleto de los mamíferos.

Cómo actúan las palancas
De todo lo anterior podemos deducir que la palanca puede emplearse con dos finalidades prácticas:

* Modificar la intensidad de una fuerza. En este caso podemos vencer grandes resistencias aplicando pequeñas potencias

* Modificar la amplitud y el sentido de un movimiento. De esta forma podemos conseguir grandes desplazamientos de la resistencia con pequeños desplazamientos de la potencia

Ambos aspectos están ligados, pues solamente se puede aumentar la intensidad de una fuerza con una palanca a base de reducir su recorrido, y al mismo tiempo, solamente podemos aumentar el recorrido de una palanca a base de reducir la fuerza que produce.

Arquímedes
Moviendo el mundo
«Dadme un punto de apoyo y moveré el mundo»


Fuente: iesmarenostrum

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