¿Por qué en la palanca de tercera clase la ventaja mecánica es siempre menor que 1?

El esfuerzo se aplica entre el apoyo y la carga, así que el brazo del esfuerzo es más corto que el de la carga. El cociente de brazos es menor que 1: no se gana fuerza; se gana recorrido y rapidez (pinzas, caña de pescar).

¿Se cuenta el peso de la propia palanca?

En este modelo la barra no tiene peso. Una palanca real pesada produce su propio momento respecto al apoyo, y hay que sumarlo a la condición de equilibrio.

¿Por qué la carretilla es una palanca de segunda clase?

La rueda es el apoyo, la carga en la caja queda entre la rueda y las manos, y el esfuerzo va en las empuñaduras. La carga está entre el apoyo y el esfuerzo; la ventaja mecánica es mayor que 1.

¿Cómo se relaciona el equilibrio de la palanca con la primera ley de Newton?

Una palanca equilibrada está en reposo y no gira. Para la rotación, el análogo de la primera ley es que el momento total respecto al apoyo sea cero.

Clases de palancas

Palancas de primera, segunda y tercera clase: brazos, momento respecto al punto de apoyo, ventaja mecánica.

Sobre el modelo

Una palanca es una barra que gira alrededor de un punto de apoyo fijo. El equilibrio exige que la suma de momentos sea cero. Si las fuerzas son perpendiculares a la barra, τ = rF. La clase la fija la posición relativa del apoyo, la carga y el punto donde se aplica el esfuerzo. Palanca de primera clase (balancín, sube y baja): el apoyo queda entre las cargas. Palanca de segunda clase (carretilla): la carga queda entre el apoyo y el esfuerzo; la ventaja mecánica d_esf / d_carga puede ser mayor que 1. Palanca de tercera clase (pinzas, antebrazo): el esfuerzo queda entre el apoyo y la carga; la ventaja mecánica es menor que 1, pero se gana recorrido. No se toman la fricción en el apoyo, la masa de la barra ni fuerzas oblicuas.

Para quién: Secundaria y bachillerato: máquinas simples, momento de una fuerza, ventaja mecánica.

Conceptos clave

momento de una fuerza
punto de apoyo
brazo de la fuerza
ventaja mecánica
palanca de primera clase
palanca de segunda clase
palanca de tercera clase

Cómo funciona

Las palancas se distinguen por la posición relativa del punto de apoyo, la carga y el esfuerzo. La barra es horizontal y rígida; los momentos se toman respecto al apoyo, positivos en sentido antihorario. Primera clase (sube y baja): ambos pesos hacia abajo, a lados opuestos del apoyo. Segunda clase (carretilla): la carga queda entre el apoyo y el esfuerzo hacia arriba; la ventaja mecánica ideal d_esf / d_carga puede ser mayor que 1. Tercera clase (pinzas, antebrazo): el esfuerzo queda entre el apoyo y la carga; para el equilibrio |F_esf| > W_carga — se gana recorrido a costa de fuerza. En «Momento de una fuerza y equilibrio» el apoyo se puede mover, pero no hay clases de palanca.

Fórmulas principales

Σ τ = 0 en el equilibrio · τ = r F⊥ (signo según el sentido de giro)

1.ª: m_L g d_L = m_E g d_E · 2.ª: F_eff d_eff = W d_load · 3.ª: misma forma, d_load > d_eff

Preguntas frecuentes

¿Por qué en la palanca de tercera clase la ventaja mecánica es siempre menor que 1?: El esfuerzo se aplica entre el apoyo y la carga, así que el brazo del esfuerzo es más corto que el de la carga. El cociente de brazos es menor que 1: no se gana fuerza; se gana recorrido y rapidez (pinzas, caña de pescar).
¿Se cuenta el peso de la propia palanca?: En este modelo la barra no tiene peso. Una palanca real pesada produce su propio momento respecto al apoyo, y hay que sumarlo a la condición de equilibrio.
¿Por qué la carretilla es una palanca de segunda clase?: La rueda es el apoyo, la carga en la caja queda entre la rueda y las manos, y el esfuerzo va en las empuñaduras. La carga está entre el apoyo y el esfuerzo; la ventaja mecánica es mayor que 1.
¿Cómo se relaciona el equilibrio de la palanca con la primera ley de Newton?: Una palanca equilibrada está en reposo y no gira. Para la rotación, el análogo de la primera ley es que el momento total respecto al apoyo sea cero.

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