¿Qué es el brazo de palanca?
El brazo de palanca es la distancia perpendicular que existe desde el eje de rotación hasta la línea de acción de fuerza. La magnitud establecida para el estudio de este proceso es τ = N m. El brazo de palanca se encuentra relacionado con el par de fuerza presente en un punto en particular.
La distancia establecida por el brazo de palanca funciona como un factor de amplificación de la fuerza, como puede observarse en las palancas en general.
Esta relación finalmente crea un torque y puede graficarse al extender una línea de acción de fuerza junto con una línea perpendicular que viene desde el punto de rotación hasta crear un ángulo recto.
¿Qué es una palanca?
Una palanca se define como una máquina cuya función es transferir fuerza y desplazamiento con la finalidad de incrementar la fuerza mecánica, la velocidad o la distancia recorrida por un barrote rígido.
Para expresar el movimiento realizado por una palanca, en física se toman elementos como la fuerza (representada con una “F”), la potencia (representada con una “P”) y la resistencia (representada con una “R”).
Existen tres tipos de palanca: las palancas de primer grado, segundo grado y tercer grado.
Palanca de primer grado
La palanca de primer grado es aquella donde el fulcro se encuentra entre la resistencia y la potencia. Esta última puede ser menor que la resistencia. Un ejemplo claro de este tipo de palanca serían las tijeras, un balancín o unos alicates.
Palanca de segundo grado
La palanca de primer grado es aquella donde la resistencia la podemos ubicar entre el fulcro y la potencia. En este caso, esta última siempre será menor que la resistencia.
Un ejemplo claro de este tipo de palanca serían los remos de un bote, un cascanueces e incluso una carreta.
Palanca de tercer grado
La palanca de primer grado es aquella donde la potencia la podemos encontrar entre el fulcro y la resistencia. Una característica de este tipo de palancas es que la fuerza aplicada es mucho mayor a la fuerza resultante.
Un ejemplo de este tipo de palanca serían una caña de pescar, unos quitagrapas e incluso la articulación temporomandibular de una persona o animal.
¿Cómo calcular el brazo de palanca?
El brazo de palanca suele aparecer con frecuencia al momento de querer realizar un cálculo del par. Para poder realizar este procedimiento primero es necesario determinar el brazo de palanca para luego multiplicarlo por la fuerza aplicada.
Como dijimos previamente, el brazo de palanca es la distancia perpendicular presente entre el eje de rotación y la línea de acción de fuerza.
La ecuación inicial quedaría:
Par sobre una llave = Fuerza X Brazo de palanca.
La ecuación para determinar el brazo de palanca es:
Brazo de palanca = r SenѲ.
De ahí en adelante solo es necesario despejar el brazo de palanca para poder determinar su magnitud.
También se puede calcular el brazo de palanca en una situación un poco más general y no tanto un problema físico.
Para ello es necesario observar la fuerza aplicada al cuerpo u objeto y de ahí considerar la existencia de una línea perpendicular a la fuerza que está siendo aplicada y que esté atravesando el punto de interés que queremos determinar.
Referencias
- Lever Arm. Recuperado el 16 de diciembre de 2017, de Merriam Webster: merriam-webster.com
- Lever Arm. Recuperado el 16 de diciembre de 2017, de Wiktionary: en.wiktionary.org
- Lever. Recuperado el 16 de diciembre de 2017, de Wikipedia: en.wikipedia.org
- Torque and Equilibrium. Recuperado el 16 de diciembre de 2017, de Hyper Physics: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
- Torque. Recuperado el 16 de diciembre de 2017, de Wikipedia: en.wikipedia.org
- Torque. Recuperado el 7 de diciembre de 2017, de Hyper Physics: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu