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Palancas:
Copyright 2003 para M.Sc. en Física Diego Luis Aristizábal Ramírez, profesor asociado de la Escuela de Física de la Universidad Nacional de Colombia, sede Medellín
La experiencia enseña que si desea desplazar un
objeto muy pesado, se puede valer del mecanismo de la figura
1 a: se utiliza barra a la cual se le coloca un punto de
apoyo (o), y mediante una pequeña fuerza se levanta
la carga Q. A este mecanismo se le denomina PALANCA. Al punto de apoyo
se le denomina también fulcro. A la la sección de
la barra que hay entre el punto de apoyo y la carga Q, se le denomina
brazo de la resistencia (q) y a la otra sección ,
se le denomina brazo de la fuerza aplicada (f). En la figura
1 b se ilustra el diagrama de cuerpo libre de la barra (palanca) en posición
horizontal. Aquí N es la fuerza normal que ejerce el apoyo
sobre la palanca, Q es la fuerza que ejerce la carga sobre la palanca
(que en situación de equilibrio será igual al peso de la
carga) y F es la fuerza aplicada que la ejerce el señor
sobre la barra (se ha despreciado el peso de la barra).
Para analizar la palanca,
se supone en situación de equilibrio y se aplican las leyes de inercia de traslación:
y rotación:

De la primera se obtiene
la siguiente ecuación:

de la
segunda se obtiene:

La vetaja mecánica, V.M., es:

es decir
los brazos de palanca son inversamente proporcionales a las fuerzas. En
otras palabras entre menos fuerza F se desee hacer mayor deberá
ser su brazo de palanca (f).
Clasificación
de las palancas:
Las palancas se suelen
clasificar de acuerdo a la posición relativa entre el punto de
apoyo, el punto de aplicación de la resistencia (Q) y el
punto de aplicación de la fuerza aplicada (F). En las palancas
denominadas de primer género, el punto de apoyo se
encuentra entre la resistencia (Q) y la fuerza aplicada (F). Este
es el caso de la situación de la palanca de la figura 1. En las
palancas de segundo género, la carga está
entre el punto de apoyo y el extremo sobre el que se ejerce la fuerza
aplicada (F). En las palancas de tercer género,
el punto de apoyo está en un extremo y la carga (Q) en el otro.
En la figura 2 se ilustran ejemplos de estas palancas en utensilios de
nuestra vida diaria.
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Fiugura
2 a: Palancas de primer género |
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Figura
2 b: Palancas de segundo género |
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Figura
2 c: Palancas de tercer género. |
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