Palanca
Keywords: Palanca, Alicate, Arquímedes, Años 340, Balancín, Cascanueces, Cuña, Fuerza, Física
La palanca es una máquina simple compuesta por una barra rígida que puede girar libremente alrededor de un punto de apoyo, o fulcro. Puede utilizarse para amplificar la fuerza mecánica que se aplica a un objeto, o para incrementar la distancia recorrida por un objeto en respuesta a la aplicación de una fuerza.
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Historia
El descubrimiento de la palanca y su adopción en la vida cotidiana del ser humano probablemente ocurrieron durante la prehistoria. El manuscrito más antiguo que se conserva, y que menciona a la palanca, es parte de la Sinagoga o Colección Matemática de Pappus de Alejandría, una obra en ocho volúmenes que se cree fue escrita alrededor del año 340. En esta obra aparece la famosa cita de Arquímedes: «Dadme un punto de apoyo, y moveré al mundo».
A Arquímedes se le atribuye la primer postulación matemática formal del principio de la palanca.
Principio de la palanca
El principio o ley de la palanca es el siguiente:
- Una palanca está en equilibrio cuando el momento de fuerza total hacia la izquierda es igual al momento de fuerza total hacia la derecha.
En Física, el momento es el producto de la fuerza aplicada por la distancia entre el punto de aplicación y el punto de rotación del cuerpo. En una palanca, la distancia entre el fulcro y el punto de aplicación de una fuerza se denomina "brazo de palanca". Así pues, el principio de la palanca afirma que una fuerza pequeña puede estar en equilibrio con una fuerza grande si la proporción entre los brazos de palanca de ambas fuerzas es la adecuada.
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Ejemplo de palanca
En la forma más común de uso de la palanca se considera únicamente a dos fuerzas: una carga o resistencia, que suele ser el peso de un objeto que se desea mover; y una potencia, que es la fuerza que se ejerce para causar el movimiento. En esta situación particular, el principio de la palanca se puede expresar como una sencilla ecuación:
- FpBp = FrBr
Donde Fp y Fr son las fuerzas de potencia y resistencia, respectivamente; y Bp y Br sus respectivos brazos de palanca.
Tipos de palanca
Es convención dividir a las palancas en tres tipos o géneros, dependiendo de la posición relativa del fulcro y los puntos de aplicación de las fuerzas de potencia y de resistencia. El principio de la palanca es válido indistintamente del tipo, pero el efecto y forma de uso de cada tipo de palanca cambia considerablemente.
Palanca de primer tipo
En la palanca de primer tipo, el fulcro se encuentra en un punto intermedio entre las fuerzas de potencia y de resistencia.
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Palanca de primer tipo
Ejemplos de este tipo de palanca son el balancín o "sube y baja", y los alicates.
Palanca de segundo tipo
En la palanca de segundo tipo, la fuerza de resistencia se encuentra entre el fulcro y la fuerza de potencia.
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Palanca de segundo tipo
Ejemplos de este tipo de palanca son la carretilla y el cascanueces.
Palanca de tercer tipo
En la palanca de tercer tipo, la fuerza de potencia se encuentra entre el fulcro y la fuerza de resistencia. El tercer tipo es notable porque la fuerza aplicada debe ser mayor que la fuerza que se requeriría para mover el objeto sin la palanca. Este tipo de palancas se utiliza cuando lo que se requiere es amplificar la distancia que el objeto recorre.
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Palanca de tercer tipo
Ejemplos de este tipo de palanca son el brazo humano y las pinzas para pan.