Las máquinas simples son dispositivos mecánicos que se utilizan para facilitar el trabajo. Las combinaciones de dos o más máquinas simples que trabajan juntas se llaman máquinas compuestas. Estas máquinas crean sistemas para que se produzcan diferentes tipos de movimiento cuando se aplica una fuerza a una carga. Tanto las máquinas simples como las compuestas facilitan el trabajo cambiando el tamaño o la dirección de la fuerza. Existen seis tipos estándar de máquinas simples. Son las:
- Palanca
- Rueda y eje
- Polea
- Plano inclinado
- Cuña
- Tornillo
Consideremos la primera de estas máquinas simples: la palanca.
Alerta de error
Cuando oyes la palabra «máquina» ¿piensas automáticamente en algo con motor, como una carretilla elevadora o una lavadora? Las máquinas no tienen por qué tener motor. De hecho, una máquina es cualquier dispositivo que transmite o modifica la fuerza.
¿Qué es una palanca?
Una palanca es una máquina simple formada por una viga rígida y un punto de apoyo. El esfuerzo (fuerza de entrada) y la carga (fuerza de salida) se aplican a cada extremo de la viga. El fulcro es el punto sobre el que pivota la viga. Cuando se aplica un esfuerzo a un extremo de la palanca, se aplica una carga en el otro extremo de la palanca. Esto hará que una masa se mueva hacia arriba. Las palancas dependen del par de torsión para su funcionamiento. El par es la cantidad de fuerza necesaria para hacer que un objeto gire alrededor de su eje (o punto de giro).
¿Qué es la ventaja mecánica?
Una palanca proporciona ventaja mecánica. La ventaja mecánica se refiere a cuánto multiplica una máquina simple una fuerza aplicada. La ubicación del esfuerzo, la carga y el punto de apoyo determinarán el tipo de palanca y la cantidad de ventaja mecánica que tiene la máquina. Cuanto más alejado esté el esfuerzo del fulcro, más fácil será mover la carga.
La ventaja mecánica se puede calcular con esta fórmula:
Si la distancia del esfuerzo al fulcro es mayor que la distancia de la carga al fulcro, entonces la palanca tiene una ventaja mecánica. En otras palabras, la relación de estas dos distancias es mayor que uno. Esto significa que una distancia larga del esfuerzo al punto de apoyo y una distancia corta de la carga al punto de apoyo permitirán que un esfuerzo pequeño mueva una carga grande.
Palancas de primera clase
Hay tres tipos, o clases de palancas.
En una palanca de primera clase, el punto de apoyo se encuentra entre la carga y el esfuerzo.
Si el punto de apoyo está más cerca de la carga, entonces se necesita menos esfuerzo para mover la carga una distancia más corta. Si el punto de apoyo está más cerca del esfuerzo, entonces se necesita más esfuerzo para mover la carga una distancia mayor. Un balancín, un gato de coche y una palanca son ejemplos de palancas de primera clase. Las palancas de primera clase son muy útiles para levantar grandes cargas con poco esfuerzo.
Palancas de segunda clase
En una palanca de segunda clase, la carga se encuentra entre el esfuerzo y el fulcro.
Si la carga está más cerca del fulcro que del esfuerzo, entonces se necesitará menos esfuerzo para mover la carga. Si la carga está más cerca del esfuerzo que del fulcro, entonces se requerirá más esfuerzo para mover la carga. Una carretilla, un abridor de botellas y un remo son ejemplos de palancas de segunda clase.
Palancas de tercera clase
En una palanca de tercera clase, el esfuerzo se sitúa entre la carga y el punto de apoyo.
Si el punto de apoyo está más cerca de la carga, se necesita menos esfuerzo para moverla. Si el punto de apoyo está más cerca del esfuerzo, entonces la carga se moverá una mayor distancia. Unas pinzas, el balanceo de un bate de béisbol o el uso del brazo para levantar algo son ejemplos de palancas de tercera clase. Estas palancas son útiles para realizar movimientos precisos.
Las palancas son máquinas simples muy útiles para transferir fuerza. Puede que no te des cuenta, pero utilizas palancas todos los días