Palanca para niños
La palanca es una máquina simple muy útil que nos ayuda a mover objetos o a aplicar fuerza de una manera más sencilla. Imagina una barra rígida que puede girar libremente alrededor de un punto fijo. Ese punto fijo se llama fulcro o punto de apoyo.
Las palancas se usan para muchas cosas: pueden hacer que una fuerza pequeña mueva algo muy pesado, o pueden aumentar la velocidad o la distancia que un objeto recorre cuando le aplicamos una fuerza.
En una palanca, siempre hay tres elementos importantes: la fuerza que aplicamos (llamada esfuerzo o potencia), la fuerza que queremos vencer (llamada resistencia) y el fulcro (el punto de apoyo).
Contenido
Historia de la palanca
La palanca es un invento muy antiguo, ¡tan antiguo como la prehistoria! Se usaba en la vida diaria desde hace miles de años. Por ejemplo, en la antigua Mesopotamia, ya se usaban máquinas parecidas a las palancas para sacar agua de los pozos.
Uno de los personajes más famosos relacionados con la palanca es el científico griego Arquímedes. Se dice que él afirmó: «Dadme un punto de apoyo y moveré el mundo».
La demostración de Arquímedes
El historiador Plutarco cuenta que el rey Hierón de Siracusa le pidió a Arquímedes que demostrara su famosa frase. Arquímedes aceptó el reto y decidió mover un barco muy grande de la armada del rey. Este barco era tan pesado que se necesitaba mucha gente para moverlo.
Arquímedes preparó un sistema de palancas. Luego, se sentó a cierta distancia y, tirando de una cuerda, logró mover el enorme barco sin mucho esfuerzo, sacándolo del agua como si estuviera flotando. Esta demostración dejó a todos asombrados.
Avances en el estudio de la palanca
Arquímedes fue el primero en explicar matemáticamente cómo funciona la palanca. Sus ideas fueron muy importantes y se usaron durante siglos.
Mucho tiempo después, en la Edad Media, se mejoraron las balanzas, que son un tipo de palanca. Se hicieron más precisas al perfeccionar los ejes.
Más tarde, el famoso Leonardo da Vinci también estudió las palancas. Él investigó diferentes formas de palancas y sus usos, especialmente en balanzas más complejas.
En el siglo XVIII, un inventor inglés llamado John Wyatt tuvo la idea de conectar varias palancas en serie. Esto permitió construir máquinas más eficientes y con mayor ventaja mecánica, como algunas balanzas de plataforma.
Fuerzas en una palanca
En una palanca, actúan tres fuerzas principales:
- El esfuerzo (P): Es la fuerza que nosotros aplicamos. Puede ser con nuestras manos, con un motor o con otro mecanismo.
- La resistencia (R): Es la fuerza que queremos vencer. Por ejemplo, el peso del objeto que queremos mover.
- La fuerza de apoyo: Es la fuerza que el fulcro (punto de apoyo) ejerce sobre la palanca para mantenerla en equilibrio.
Además, hay dos distancias importantes:
- Brazo de potencia (Bp): Es la distancia desde donde aplicamos el esfuerzo hasta el fulcro.
- Brazo de resistencia (Br): Es la distancia desde donde está la resistencia hasta el fulcro.
Ley de la palanca
La ley de la palanca nos dice cómo se relacionan estas fuerzas y distancias cuando la palanca está en equilibrio. Se expresa con esta fórmula:
Esto significa que el esfuerzo multiplicado por su brazo es igual a la resistencia multiplicada por su brazo. Si el brazo de potencia es más largo que el brazo de resistencia, podemos mover una resistencia grande con un esfuerzo pequeño.
Tipos de palancas
Las palancas se clasifican en tres tipos, según dónde se encuentren el fulcro, el esfuerzo y la resistencia. Aunque el principio es el mismo, cada tipo se usa de manera diferente.
Palanca de primer grado
En este tipo de palanca, el fulcro está entre el esfuerzo y la resistencia.
- Ejemplos: Un balancín, unas tijeras, unas tenazas o unas pinzas. En nuestro cuerpo, un ejemplo es el movimiento del cuello cuando asentimos.
Palanca de segundo grado
En este tipo de palanca, la resistencia está entre el fulcro y el esfuerzo.
- Ejemplos: Una carretilla o un cascanueces. Con estas palancas, siempre se necesita menos esfuerzo que la resistencia que se vence.
Palanca de tercer grado
En este tipo de palanca, el esfuerzo está entre el fulcro y la resistencia.
- Ejemplos: Un quitagrapas, una caña de pescar, una escoba o unas pinzas de cejas. En nuestro cuerpo, el movimiento del brazo al levantar algo con el bíceps es un ejemplo. Estas palancas se usan para aumentar la velocidad o la distancia que recorre un objeto, aunque se necesita más esfuerzo.
Usos de la palanca
Las palancas se usan en muchísimas cosas en nuestra vida diaria y en máquinas complejas.
Instrumentos de medida
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Las palancas son clave en los instrumentos para medir pesos:
- La balanza: Es una palanca de primer grado con brazos iguales. Se usa para comparar pesos.
- La romana: Es una palanca de primer grado donde se puede mover el punto de aplicación del esfuerzo para pesar diferentes objetos.
Maquinaria de elevación y transporte
Las palancas son muy útiles para levantar cargas pesadas en construcciones o para mover objetos. Por ejemplo, algunas pinzas grandes usadas en obras aprovechan el peso del objeto para cerrarse y sujetarlo mejor.
Palancas de cambio
Las palancas también se usan para cambiar la configuración de mecanismos, especialmente en vehículos:
- En los automóviles y motocicletas, la palanca de cambios nos permite seleccionar diferentes velocidades.
- En la aeronáutica, los pilotos usan palancas para controlar el timón de dirección de los aviones.
- En los ferrocarriles, se usan palancas para cambiar la dirección de las vías del tren.
Otros usos
- En la artillería, las palancas se han usado en máquinas de guerra como los trabuquetes o para cargar cañones.
- En algunos instrumentos musicales de teclado.
- En muchas herramientas manuales que usamos a diario.
- En la náutica, se usan sistemas de palancas y poleas para ayudar a mover las velas o a controlar el timón de los barcos.
Galería de imágenes
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Ejemplo de palanca: una masa se equilibra con otra veinte veces menor, si la situamos a una distancia del fulcro veinte veces mayor.
Véase también
En inglés: Lever Facts for Kids
