Palancas
La palanca es una máquina simple compuesta por una barra rígida situada sobre un punto de apoyo denominado fulcro. En el funcionamiento de la palanca intervienen tres fuerzas:
Potencia, P. Se trata de una fuerza que aplicamos
voluntariamente en una parte de la barra con el fin de vencer a otra
fuerza denominada Resistencia. Su distancia con respecto al punto de
apoyo sobre el fulcro se denomina brazo de potencia, Bp.
Resistencia, R. Se trata de una fuerza ejercida sobre
la palanca por un cuerpo que generalmente tratamos de mover o deformar
mediante la Potencia. Su distancia con respecto al punto de apoyo sobre
el fulcro se denomina brazo de resistencia, Br.
Reacción Normal, N. Es la fuerza ejercida por el fulcro
sobre la barra. Si consideramos que la barra no tiene masa, N se
obtiene como la suma de las fuerzas P y R.
En la figura se muestra un tipo específico de palanca en equilibrio.
Está conformada por una barra apoyada sobre un fulcro (triángulo) que
le permite rotar sobre él. Observa que aplicando una potencia
relativamente pequeña P en un extremo podemos igualar la resistencia R
(cuyo valor es mayor que P y que en este caso coincide con el peso de
una caja) dejando la máquina en reposo. Si aumentáramos el valor de P
provocaríamos que la caja se levantara con relativo poco esfuerzo.
Ley de la Palanca
Cualquier palanca se encontrará en equilibrio de traslación cuando se
cumpla que la fuerza resultante de todas las fuerzas que actúan sobre la
barra sea nula:
Adicionalmente, la palanca se encontrará en equilibrio de rotación
cuando se cumpla que el momento resultante sea nulo. Si consideramos el
origen de coordenadas en el fulcro, el momento resultante en ese punto
será nulo. Teniendo en cuenta la definición de momento:
⋅Bp+R⋅Br+N⋅0 = 0 ⇒P⋅Bp=R⋅Br
−P⋅Bp+R⋅Br+N⋅0 = 0
⇒P⋅Bp=R⋅Br
Esta última expresión recibe el nombre de ley de la palanca.
La ley de la palanca establece que en cualquier palanca se cumple que el
producto de la potencia P por la distancia de su brazo Bp es equivalente al producto de la resistencia Rp por la longitud de su brazo.
Clases de Palancas
Podemos distinguir tres tipos de palancas dependiendo del punto sobre el
que se apliquen P y R: las palancas de primer género, segundo género y
tercer género.
Palanca de Primer Género
Este tipo de palancas poseen el fulcro situado entre los puntos sobre
los que se aplican las fuerzas P y R. Un ejemplo claro de este tipo de
palancas son las tijeras, las balanzas, los alicates o las tenazas.
Palanca de Segundo Género
Este tipo de palancas poseen el punto de aplicación de R entre el
fulcro y P. Ejemplos de este tipo de palancas son el cascanueces, la
carretilla o el abre botellas.
Palanca de Tercer Género
El punto de aplicación de P se encuentra entre el fulcro y R.
Ejemplos claros de este tipo de palancas son las pinzas o la caña de
pescar.
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