Una palanca es una máquina simple, la cual esta compuesta por una viga rígida y un punto de apoyo. El esfuerzo, comúnmente llamado fuerza de entrada, y la carga, conocida como fuerza de salida, se aplican a cada extremo de la viga. El pivote o punto de apoyo, es el punto sobre el que pivota la viga.

Por lo tanto, cuando se aplica un esfuerzo a un extremo de la palanca, se aplica una carga en el otro extremo de la misma. Como resultado la carga se mueve hacia arriba. Sin embargo, las palancas dependen del par para su funcionamiento. Por su parte, el torque es la cantidad de fuerza que se requiere para hacer que un objeto gire alrededor de su punto de soporte.

Aquí en Buscador te compartimos qué significa palanca, los diferentes tipos que existen, así como algunos ejemplos comunes. También te hablaremos acerca de otras máquinas simples que hoy día se utilizan en muchos ámbitos de la vida diaria.

¿Qué es una palanca?

Este dispositivo, cuyo diseño dista mucho de ser complejo, se utiliza en infinidad de aplicaciones actualmente. Su definición es la siguiente:

Una palanca es una máquina simple que consta de un objeto rígido (a menudo una barra de algún tipo) y un punto de apoyo o pivote. Su función es la de transmitir fuerza y desplazamiento.

La aplicación de una fuerza a un extremo del objeto rígido, hace que gire alrededor del pivote, provocando con ello un incremento de la fuerza en el otro extremo a lo largo del objeto rígido. Hay tres clases de palancas, dependiendo de dónde se encuentre la fuerza de entrada, la fuerza de salida y el punto de apoyo entre sí.

Cabe mencionar que la primera palanca fue utilizada por primera vez como balanza hace 5000 años a. C. Arquímedes es a quien se le atribuye haber dicho “Dame un lugar para estar de pie y moveré la tierra”.

Hoy día, muchas cosas que utilizamos como los bates de béisbol, los balancines, y las carretillas, son diferentes tipos de palancas.

Ventaja mecánica de la palanca

Una palanca proporciona una ventaja mecánica. Esta ventaja mecánica se refiere a la cantidad de fuerza aplicada que puede multiplicar una máquina. La ubicación del esfuerzo, la carga y el pivote, determinarán el tipo de palanca, así como la cantidad de ventaja mecánica que proporciona. Cuanto más lejos esté el esfuerzo del punto de apoyo, más fácil será mover la carga.

Si la distancia entre el esfuerzo y el pivote es mayor que la distancia entre la carga y el punto de apoyo, entonces la palanca tiene una ventaja mecánica. En otras palabras, la relación de estas dos distancias es mayor que uno. Esto significa que una gran distancia del esfuerzo al punto de apoyo, y una corta distancia de la carga al pivote, significa que solo se requiere de un pequeño esfuerzo para mover una gran carga.

Tipos de palancas

Existen tres tipos o clases de palancas, las cuales tienen diferentes aplicaciones en muchos aspectos de nuestra vida.

Primera clase

La palanca de primera clase se caracteriza porque el punto de apoyo o pivote, se encentra entre la carga y el esfuerzo. Si el pivote está más cerca de la carga, entonces se necesita menos esfuerzo para mover la carga una distancia más corta.

Si el pivote está más cerca del esfuerzo, entonces se necesita más esfuerzo para mover la carga una mayor distancia. Un balancín, y un gato para automóvil, son ejemplos de palancas de primera clase. Las palancas de primera clase son muy útiles para levantar grandes cargas con poco esfuerzo.

Segunda clase

Esta clase de palancas se distinguen porque la carga se localiza entre el esfuerzo y el punto de soporte. En este caso, si la carga está más cerca del punto de soporte que el esfuerzo, se requerirá menos esfuerzo para mover la carga.

Por el contrario, si la carga está más cerca del esfuerzo que el pivote, entonces se requerirá más esfuerzo para mover la carga. Una carretilla, un abrebotellas y un remo son ejemplos de palancas de segunda clase.

Tercera clase

Se trata de un tipo de palancas en las que el esfuerzo se encuentra entre la carga y el pivote. Lo que sucede aquí, es que si el punto de apoyo está más cerca de la carga, entonces se necesita menos esfuerzo para mover la carga. Si el pivote está más cerca del esfuerzo, entonces la carga se moverá una distancia mayor.

Un par de pinzas, un bate de béisbol, o incluso usar el brazo para levantar algo, son ejemplos de palancas de tercera clase. En este caso son palancas útiles para realizar movimientos precisos.

Ejemplos de palancas

El ejemplo más común de una palanca lo podemos encontrar en muchos parques infantiles. Hablamos claro, del balancín o el “sube y baja”, un tipo de palanca que de hecho se encuentra en otras partes, y que es una de las máquinas simples más útiles.

Otros ejemplos de palancas incluyen las grapadoras, el cortaúñas, así como las pinzas para hielo. También se pueden considerar ejemplos de palancas los siguientes:

• Garra de martillo
• Carretillas
• Cañas de pescar
• Palas
• Escobas
• Los brazos y piernas del cuerpo humano
• El destapador o abrebotellas

Palancas usadas en la vida diaria

Las palancas facilitan el que podamos levantar materiales pesados, aflojar objetos apretados, o realizar cortes. Como se ha dicho, una palanca de primera clase tiene un punto de apoyo en el centro, entre el esfuerzo y la carga, el objeto que se mueve o levanta.

Una palanca de segunda clase tiene un pivote en un extremo y una carga en el medio. Por su parte, la palanca de tercera clase tiene un pivote en un extremo y una carga en el extremo opuesto.

Las palancas de uso diario nos ayudan a realizar tareas, que de otro modo serían demasiado pesadas o incluso imposibles de realizar.

Garras de martillo

Las garras de martillo son palancas comunes que nos ayudan a quitar clavos incrustados en madera u otras superficies duras. Se trata de un tipo de palancas de primera clase, ya que el pivote se encuentra en la base de la cabeza del martillo. Por lo tanto, aplicamos un esfuerzo, también conocido como fuerza, para levantar el mango y hacer palanca con los materiales, a través del extremo de la garra metálica.

Una palanca de primera clase es similar a un balancín tradicional porque la fuerza aplicada en un extremo eleva el otro extremo, gracias al fulcro que crea un punto de pivote en el medio.

Abrebotellas

Un abridor de botellas es una palanca de segunda clase debido a que el punto de pivote se encuentra en un extremo del abrebotellas, mientras que la carga se encuentra en el medio. En este caso, la carga es la botella en sí, o más específicamente la tapa de la botella asegurada en la botella. El asa por su parte, proporciona una forma de levantar y quitar la tapa de su posición de seguridad.

Dado que la fuerza aplicada a veces es mayor que la resistencia de la tapa, esta a menudo se dobla por la mitad.

Carretillas

Estas son herramientas útiles para realizar muchas actividades del día a día. Esto es porque nos permiten transportar cargas que son demasiado voluminosas o pesadas para llevarlas con los brazos.

En este caso se trata de una palanca de segunda clase, ya que la rueda delantera sirve como punto de apoyo. La carga que soporta el peso descansa en el centro de la carretilla, y utilizamos nuestra fuerza para levantar las manijas en el otro extremo, con lo cual hacemos rodar la carretilla donde desea que vaya.

Tijeras

Las tijeras también son un tipo de palancas de primera clase, no obstante que su punto de apoyo se encuentra ligeramente descentrado. El pivote centralizado todavía sirve como punto de soporte que permite subir y bajar las barras dobles en un extremo con las manijas en el otro extremo.

En esta clase de palanca se usa la fuerza para cortar o separar materiales.

Pinzas

Las pinzas y las tenazas son ejemplos de palancas que facilitan levantar o retirar artículos, aunque no sean pesados. Las pinzas y tenazas son palancas de tercera clase debido a que el punto de apoyo se encuentra en un extremo, mientras que la carga permanece en el otro extremo.

En este caso debemos aplicar fuerza en el centro de la palanca para sostener y levantar objetos.

¿Qué son las máquinas simples?

Las máquinas simples son dispositivos mecánicos que usamos para facilitar el trabajo. Al combinarse dos o más máquinas simples que trabajan juntas, las máquinas se convierten en máquinas compuestas.

Se caracterizan por crear mecanismos que posibilitan diferentes tipos de movimiento cuando se aplica fuerza a una carga. Tanto las máquinas simples, como las máquinas compuestas, facilitan el trabajo cambiando el tamaño o la dirección de la fuerza. Hay seis tipos de máquinas simples. Estas son:

• Palanca
• Rueda y eje
• Polea
• Plano inclinado
• Cuña
• Tornillo

Evidentemente, los humanos necesitamos mover cosas, y con frecuencia a largas distancias. Por lo tanto, es útil poder mantener la distancia alta pero la fuerza baja. La ecuación de trabajo parece permitir esto. Es decir, para una determinada cantidad de trabajo, no debería ser importante los valores individuales de F y d.

Lo cierto es que este es el principio detrás de las máquinas simples, aunque no siempre con el objetivo de maximizar la variable de distancia. Todos los seis tipos de máquinas simples se utilizan para reducir la fuerza aplicada a costa de la distancia, para llevar a cabo la misma cantidad de trabajo.

Video sobre palanca:

Fuentes:

Toppr – Levers, Definition, Classes, Examples

https://www.toppr.com/guides/physics/mechanics/levers-definition-classes-examples/

Study.com – Law of the Lever: Definition, Formula & Examples

https://study.com/academy/lesson/law-of-the-lever-definition-formula-examples.html

Britannica – Lever

https://www.britannica.com/technology/lever

Engineering Choise – Lever: Its Definition, Principal, Types & Uses

https://www.engineeringchoice.com/lever-its-definition-principal-types-uses/