Las palancas son máquinas simples que sirven para:
- Transmitir movimiento lineal ( también angular) .
- Modificar la fuerza necesaria (aplicada, Effort) para vencer otra fuerza (resistente, Load)
En la palanca vamos a distinguir :
Al punto de apoyo se le llama también Fulcro o Fulcrum.
Hay proporcionalidad inversa entre las fuerzas y sus brazos;
- Cuanto menor es un brazo mayor es la fuerza que hay que hacer de ese lado.
- Cuanto más largo es un brazo, menor es la fuerza que hay que hacer de ese lado.
Así lo vemos en este ejemplo cotidiano de uso de palanca.
LEY DE LA PALANCA
Teniendo en cuanta que los brazos y fuerzas del mismo nombre guardan proporcionalidad inversa se cumple que:
Que es lo que se denomina LEY DE LA PALANCA.
Dice que el producto de cada fuerza por su brazo vale lo mismo. (es decir, es constante).
VENTAJA MECÁNICA DE LA PALANCA.
Decimos que una palanca nos da Ventaja Mecánica V. M. cuando con una fuerza aplicada menor, vencemos una fuerza resistente mayor.
Si hacemos la razón entre Fuerza resistente y Fuerza aplicada nos tiene que dar un número mayor que si hay ventaja, pues FR > FA.
Asi, si partimos otra vez de la relación de proporcionalidad inversa que hay entre las fuerzas y sus brazos, tendremos:
Es decir, cuando buscamos una palanca con Ventaja Mecánica, necesitamos que el brazo de la fuerza aplicada sea mayor que el brazo de la fuerza resistente.
TIPOS DE PALANCAS
Las palancas se clasifican en 3 tipos, que se denominan órdenes, grados o géneros. (en este contexto significan lo mismo).
PALANCAS DE PRIMER ORDEN
Son palancas que tienen el punto de apoyo (Fulcrum) entre las fuerzas resistente (Load) y la aplicada. (Effort)
Ejemplos de palancas de primer orden
Las palancas de primer orden tendrán Ventaja Mecánica siempre que el brazo d la fuerza aplicada sea mayor que el brazo de la fuerza resistente. bA > bR.
PALANCAS DE SEGUNDO ORDEN
Las palancas de 2º orden tienen el punto de apoyo en un extremo y la Fuerza aplicada en el otro extremo.
La distribución de fuerzas y brazos en las palancas de 2º orden es:
Siempren tienen Ventaja Mecánica porque en ellas siempre ocurre que bA > bR.
Ejemplos de palancas de segundo orden
PALANCAS DE TERCER ORDEN
Las palancas de 3º orden tienen el punto de apoyo en un extremo y la fuerza resistente en el otro.
La distribución de fuerzas y brazos en las palancas de 3º orden es:
Las palancas de tercer orden no tienen Ventaja Mecánica porque en ellas siempre ocurre que bA < bR..
Se utilizan en aplicaciones en las que con un pequeño desplazamiento de la fuierza aplicada se obtiene un gran desplazamiento en el extremo de la fuerza resistente.
Ejemplos de palancas de tercer orden
El conjunto bíceps cúbito y radio es una palanca de tercer orden. El brazo arqueado de la excavadora es una palanca de 3º orden
Algunos ejemplos de palancas de los 3 tipos:
MOMENTO DE UNA FUERZA
Con fuerzas que producen giros, como en una palanca, no se describen sus efectos solo con el valor de la fuerza. Sus efectos dependen también de la distancia donde actúen las fuerzas respecto al punto donde se produce el giro.
Si queremos cerrar la puerta haciendo una fuerza cerca de las bisagras tendremos que hacer una fuerza grande. Si la hacemos más alejada de las bisagras con una fuerza menor lograremos cerrarla.
Así pues se define el momento M de una fuerza como el producto de la fuerza por la distancia al punto respecto al que se gira 0, medida perpendicular a la fuerza.
Es el momento de la fuerza F respecto del punto O.
Si pensamos en la palanca, para que la palanca esté en equilibrio.
Lo que tienda a hacer girar la palanca la fuerza aplicada tiene que ser igual a lo que tienda a hacer girar la palanca la fuerza resistente. Es decir el momento respecto de punto de apoyo O de las fuerzas tiene ser igual.
ESo es.
