¿Qué son las palancas?
Una palanca es una máquina simple, es decir, un dispositivo capaz de modificar o generar una fuerza y transmitir desplazamiento. Está compuesta por una barra rígida de algún material medianamente resistente, que gira libremente sobre un punto de apoyo denominado fulcro.
Una palanca puede usarse para maximizar la fuerza mecánica aplicada sobre un objeto, incrementar su velocidad o la distancia que recorre, a través de la aplicación de una cantidad proporcionalmente menor de fuerza.
Dependiendo de la proximidad o lejanía del fulcro respecto del cuerpo a mover, se requerirá de más o menos fuerza aplicada y se logrará un efecto mayor o menor.
Sobre una palanca actúan simultáneamente tres fuerzas:
- Potencia (P). Es la fuerza aplicada voluntariamente en el extremo de la palanca, con el fin de generar una reacción. Puede ejecutarse manualmente o mediante un peso, o incluso motores eléctricos o de vapor.
- Resistencia (R). Es la fuerza a vencer por la potencia, esto es, el peso que ejerce sobre la palanca el cuerpo que deseamos mover y que será equivalente, por la Ley de acción y reacción, a la que ejerza sobre él la palanca.
- Fuerza de apoyo. Es la fuerza que ejerce el fulcro sobre la palanca, igual y opuesta a las dos anteriores, ya que la barra se sostiene sin desplazarse sobre el punto de apoyo.
TIPOS DE PALANCA
Existen tres tipos de palanca, dependiendo de la posición relativa del punto de resistencia, el de potencia y el fulcro. Cada una tiene características diferentes y tendrá un efecto relativamente distinto.
Palanca de primer grado. El fulcro está entre la potencia y la resistencia, logrando que la potencia aplicada pueda ser mucho menor que la resistencia a vencer, es decir, maximiza la potencia. Sin embargo, se sacrifica la velocidad transmitida y la distancia recorrida por el cuerpo.
Palanca de segundo grado. La resistencia está entre la potencia y el fulcro, por lo que la potencia será siempre menor que la resistencia, aunque no logre mayor desplazamiento ni distancia recorrida (pero el ahorro de energía es sumamente útil).
Palanca de tercer grado. La potencia ejercida estám entre el punto de apoyo, en un extremo, y la resistencia, en el otro. La fuerza aplicada es mayor que la resultante, pero se logra ampliar la velocidad transmitida o la distancia recorrida por el cuerpo.
EJEMPLOS DE PALANCAS
Estos son algunos ejemplos cotidianos en donde se emplean los tipos de palanca.
De primer grado: El balancín, las tenazas, los alicates, las catapultas y las tijeras.
De segundo grado: El cascanueces, una embarcación a remos, una camilla de enfermería, una máquina de hacer ejercicios por levantamiento y la carretilla.
De tercer grado: Una caña de pescar, un quitagrapas, una pinza de cejas o la articulación témporo-mandibular del cuerpo humano.
¿CÓMO FUNCIONAN LAS PALANCAS?
Las palancas es una máquina simple que funciona de acuerdo al principio de los momentos. Una palanca es una barra rígida que rota al rededor de un eje fijo, cuando se le aplica una fuerza para vencer una resistencia. Utilizada, bien para vencer una resistencia mayor que el esfuerzo aplicado, o para aumentar la distancia de una resistencia que puede moverse aunque se tenga que usar un esfuerzo mayor que la resistencia.
En cada palanca actúan las diferentes fuerzas que resultan de la contracción de los músculos creando así brazos de potencia y los dobleces que resultan de los pesos de los distintos segmentos corporales. Con estos datos podemos calcular los momentos de fuerza que actúan en los diferentes segmentos involucrados, y con ello calcular los ángulos óptimos de trabajo.
Existen tres tipos de palanca, las de primera clase, en donde el apoyo esta entre la resistencia y la fuerza, las palancas de segunda clase, en donde la resistencia está entre el apoyo y la fuerza; las palancas de tercera clase, en donde la fuerza está entre la resistencia y el apoyo.
APLICACIONES DE LAS PALANCAS EN LA VIDA DIARIA
Ejemplos de palancas de primer género son el balancín, las tijeras, las tenazas, los alicates o la catapulta. En el cuerpo humano se encuentran varios ejemplos de palancas de primer género, como el conjunto tríceps braquial – codo -antebrazo. Las palancas de segundo género sirven para cargar objetos pesados como las carretillas de obra. Levantando los brazos con un ligero esfuerzo se puede levantar una carga pesada. Los remos también son un ejemplo de palanca de segundo género Por ello puedo señalar que existen 3 tipos de palancas, con diferentes funciones, las palancas de primer género se usan como una balanza y las de género 2 y 3 son para levantar grandes pesos.
IMPORTANCIA DE UNA PALANCA
El concepto físico de la palanca empleado en el labor y las herramientas tiene un sinfín de usos útiles en muchísimos rubros y ayuda al ser humano desde tiempos inmemoriales a ejercer menos fuerza para lograr resultados más eficaces. Es uno de los conceptos físicos más antiguos y confiables a la hora de diseñar una herramienta o un dispositivo, teniendo como objetivo la productividad y la comodidad del usuario para realizar desde las tareas más básicas hasta las más complejas.
Hoy en día, casi cualquier utensilio de sujeción se basa en los mismos principios y en la ingeniería es uno de los recursos más empleados para fabricar o diseñar las herramientas más modernas.
Para comprender la importancia de este simple pero fundamental concepto no hay que mirar muy lejos, casi cualquier dispositivo o herramienta que podamos encontrar en nuestro hogar se ha inspirado en gran parte gracias a la palanca. Sin dudas el ingenio humano es vasto y muchos productos innovadores en el futuro seguirán utilizando el mismo concepto.