¿Por qué la ventaja mecánica es igual al número de ramales que sostienen la carga?

El peso se reparte entre los ramales y, en una cuerda ideal, la tensión es una sola. Con n ramales, nT = W; la fuerza en el extremo es F = T, de donde W/F = n.

¿Se pueden apilar poleas sin límite y levantar cualquier carga?

No. La cuerda se rompe si la tensión es grande, la fricción en los ejes come ventaja, y el camino que hay que tirar crece como n.

¿Por qué en un polipasto real hay que tirar más fuerte que F = W/n?

En el modelo no hay fricción ni masa de las poleas. En la vida, los ejes y la rigidez de la cuerda oponen resistencia; la ventaja real es menor que el n ideal.

¿Cómo se relaciona el camino de la cuerda con la ventaja mecánica?

Sin pérdidas, el trabajo de entrada iguala el de salida: FL = Wh. Con W = nF se obtiene L = nh. Se redujo la fuerza n veces y se aumentó el camino n veces.

Poleas y polipastos

n ramales que sostienen la carga, la misma tensión T en la cuerda, ventaja mecánica ideal = n, F = T.

Sobre el modelo

La polea y el polipasto son un sistema de poleas que da ventaja mecánica. En una cuerda sin masa e inextensible la tensión T es la misma en todos lados. Si el peso W lo sostienen n ramales, la fuerza hacia arriba es nT. En equilibrio o en un ascenso uniforme, nT = W. La fuerza en el extremo libre es F = T, así que la ventaja mecánica ideal es W/F = n. Las poleas no tienen masa ni fricción; la cuerda no tiene peso. Para subir la carga una altura h hay que tirar una longitud L = nh: se gana fuerza y se pierde camino.

Para quién: Secundaria y bachillerato: máquinas simples, tensión, ventaja mecánica.

Conceptos clave

ventaja mecánica
tensión
polipasto
polea
equilibrio de fuerzas
leyes de Newton

Cómo funciona

El polipasto desvía el esfuerzo: la ventaja mecánica ideal es el número de ramales de cuerda que sostienen la carga (y la polea móvil unida a ella), en el límite de cuerda sin masa y poleas sin fricción. La tensión es la misma a lo largo de toda la cuerda continua, así que en el extremo libre F = T, y el equilibrio estático da nT = mg. Se gana fuerza y se pierde camino: subir la carga Δh exige tirar unos nΔh de cuerda.

Fórmulas principales

n T = W · F_pull = T · MA = W/F = n

Ideal: Δy_load ≈ (1/n) Δs_free-end (cuerda inextensible)

Preguntas frecuentes

¿Por qué la ventaja mecánica es igual al número de ramales que sostienen la carga?: El peso se reparte entre los ramales y, en una cuerda ideal, la tensión es una sola. Con n ramales, nT = W; la fuerza en el extremo es F = T, de donde W/F = n.
¿Se pueden apilar poleas sin límite y levantar cualquier carga?: No. La cuerda se rompe si la tensión es grande, la fricción en los ejes come ventaja, y el camino que hay que tirar crece como n.
¿Por qué en un polipasto real hay que tirar más fuerte que F = W/n?: En el modelo no hay fricción ni masa de las poleas. En la vida, los ejes y la rigidez de la cuerda oponen resistencia; la ventaja real es menor que el n ideal.
¿Cómo se relaciona el camino de la cuerda con la ventaja mecánica?: Sin pérdidas, el trabajo de entrada iguala el de salida: FL = Wh. Con W = nF se obtiene L = nh. Se redujo la fuerza n veces y se aumentó el camino n veces.

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