Palancas Física

El gran matemático griego Arquímedes descubrió la teoría existente tras la palanca, la más sencilla de las máquinas. Por simples que sean, son versátiles en extremo. Hay tres tipos básicos de ellas. En una palanca de primera clase, el punto de apoyo o fulcro está situado entre el punto donde se ejerce el esfuerzo y el lugar donde se produce el trabajo, tal es el caso de las tijeras. En ellas se aplica el esfuerzo en los brazos, que se juntan y se separan. El movimiento se transmite a través del eje central a los cortes, que abren y cierran, respectivamente. Cuando cuesta trabajo cortar algo, se le acerca al eje, para ejercer así una fuerza de corte mayor.

La palanca de segunda clase tiene el punto de trabajo entre el de esfuerzo y el de apoyo. El ejemplo típico es la carretilla. Levantar las astas equivale a aplicar una fuerza contra la gravedad, y el punto de apoyo está en el eje de la rueda.

La palanca de tercera clase tiene el punto de esfuerzo entre el de apoyo y el de trabajo, que queda al extremo. Como ejemplo tenemos las tenacillas para azúcar y de rizar el pelo.

La eficiencia y la ventaja lograda con el empleo de una palanca o una máquina cualquiera se puede cuantificar haciendo divisiones simples. La eficiencia de una máquina equivale al trabajo que hace dividido por el esfuerzo exigido. El rendimiento mecánico es la carga dividida por el esfuerzo requerido para moverla; cuanto mayor es la carga movida por un esfuerzo dado, mayor es el rendimiento mecánico. El factor de velocidad es la distancia recorrida por el esfuerzo, dividida por la distancia recorrida por la carga en el mismo tiempo. El cociente de dividir el rendimiento mecánico por el factor de velocidad de una máquina es igual a su eficiencia (se expresa normalmente en forma de porcentaje).

La fricción existente en el fulcro y otras partes reduce el rendimiento mecánico (y la eficiencia), que no alcanza su máximo teórico, pero el factor de velocidad no se ve afectado, porque se relaciona sólo con las distancias recorridas.

Las palancas están entre los medios multiplicadores de fuerza más comúnmente empleados, pero esa multiplicación trae normalmente consigo un mayor movimiento del punto de esfuerzo en comparación con el del punto de trabajo. Una palanca de primera clase tiene el punto de apoyo o  fulcro entre los de esfuerzo y de trabajo, situados en los brazos opuestos de la palanca. Unas tijeras (A) se componen de dos palancas de primera clase con un fulcro común. La carretilla  (B) es una palanca de segunda clase, tiene los puntos de esfuerzo y de trabajo a un mismo lado del fulcro y el punto de trabajo está más cerca del fulcro que el punto de esfuerzo. La palanca de tercera clase, unas tenacillas (C), tiene también los puntos de esfuerzo y trabajo a un mismo lado del fulcro, pero aquí es el punto de esfuerzo el que está más cerca del fulcro, por lo que el punto de trabajo se mueve más que el de esfuerzo.