El documento explica los conceptos básicos de la palanca, incluyendo sus cuatro elementos (potencia, resistencia, brazo de potencia y brazo de resistencia), la ley de la palanca y los tres tipos de palancas (de primer, segundo y tercer grado). Describe cada tipo de palanca detallando cómo la posición relativa del fulcro, la potencia y la resistencia determina si hay ganancia mecánica o no. También incluye ejemplos de aplicaciones y ejercicios numéricos de cálculo.

1. PALANCA CONCEPTOS BÁSICOS Desde el punto de vista técnico, la palanca es una barra rígida que oscila sobre un punto de apoyo ( fulcro) debido a la acción de dos fuerzas contrapuestas ( potencia y resistencia ). la palanca puede emplearse para dos finalidades: vencer fuerzas u obtener desplazamientos .

4. Ley de la palanca (fuerzas) PALANCA Con los cuatro elementos tecnológicos de una palanca se elabora la denominada Ley de la palanca , que dice : La "potencia" por su brazo es igual a la "resistencia" por el suyo . Matemáticamente se puede poner: POTENCIA x BRAZO DE POTENCIA = RESISTENCIA x BRAZO DE RESISTENCIA P x BP = R x BR

5. Ley de la palanca (desplazamientos) PALANCA Si en vez de considerar la intensidad de las fuerzas de la " potencia " y la " resistencia " consideramos su desplazamiento, esta ley la podemos enunciar de la forma siguiente: El desplazamiento de la "potencia" es a su brazo como el de la "resistencia" al suyo . expresión que matemáticamente toma la forma:

6. Tipos de palanca PALANCA Según la combinación de los puntos de aplicación de potencia y resistencia y la posición del fulcro se pueden obtener tres tipos de palancas: Palanca de primer grado . Se obtiene cuando colocamos el fulcro entre la potencia y la resistencia. Como ejemplo clásico podemos citar los alicates Palanca de segundo grado . Se obtiene cuando colocamos la resistencia entre la potencia y el fulcro. Según esto el brazo de resistencia siempre será menor que el de potencia, por lo que el esfuerzo (potencia) será menor que la carga (resistencia). Como ejemplo se puede citar el cascanueces, Palanca de tercer grado . Se obtiene cuando ejercemos la potencia entre el fulcro y la resistencia. Esto trae consigo que el brazo de resistencia siempre sea mayor que el de potencia, por lo que el esfuerzo siempre será mayor que la. Ejemplo típico de este tipo de palanca son las pinzas de depilar

7. Palanca de primer grado PALANCA La palanca de primer grado permite situar la carga ( R , resistencia ) a un lado del fulcro y el esfuerzo ( P , potencia ) al otro, lo que puede resultar muy cómodo para determinadas aplicaciones (alicates, patas de cabra, balancines...). Esto nos permite conseguir que la potencia y la resistencia tengan movimientos contrarios cuya amplitud (desplazamiento de la potencia y de la resistencia ) dependerá de las respectivas distancias al fulcro . Con esta posiciones relativas se pueden obtener tres posibles soluciones: 1.- Fulcro centrado , lo que implicaría que los brazos de potencia y resistencia fueran iguales (BP=BR) 2.- Fulcro cercano a la resistencia , con lo que el brazo de potencia sería mayor que el de resistencia ( BP>BR ) 3.- Fulcro cercano a la potencia , por lo que el brazo de potencia sería menor que el de la resistencia ( BP<BR ).

8. Palanca de primer grado (BP = BR) PALANCA 1.- Fulcro centrado , lo que implicaría que los brazos de potencia y resistencia fueran iguales (BP=BR) Este montaje hace que el esfuerzo y la carga sean iguales ( P=R ), como también lo serán los desplazamientos de la potencia y de la resistencia ( DP=DR ). Es una solución que solamente aporta comodidad, pero no ganancia mecánica. La palanca de primer grado se emplea siempre que queramos invertir el sentido del movimiento. Además, en este caso: Al ser una disposición que no tiene ganancia mecánica, su utilidad se centra en los mecanismos de comparación o simplemente de inversión de movimiento. Esta disposición se emplea, por ejemplo, en balanzas, balancines de los parques infantiles...

9. Palanca de primer grado (BP > BR) PALANCA 2.- Fulcro cercano a la resistencia , con lo que el brazo de potencia sería mayor que el de resistencia ( BP>BR ) Esta solución hace que se necesite un menor esfuerzo ( potencia ) para compensar la resistencia ( P<R ), al mismo tiempo que se produce aun mayor desplazamiento de la potencia que de la resistencia ( DP>DR ). Este sistema aporta ganancia mecánica y es el empleado cuando necesitamos vencer grandes resistencias con pequeñas potencias. Podemos reducir la amplitud del movimiento haciendo que el brazo de potencia sea mayor que el de resistencia. Este montaje es el único de las palancas de primer grado que tiene ganancia mecánica, por tanto es de gran utilidad cuando queremos vencer grandes resistencias con pequeñas potencias, a la vez que invertimos el sentido del movimiento. Se emplea, por ejemplo, para el movimiento de objetos pesados, balanzas romanas, alicates de corte, patas de cabra, timones de barco...

10. Palanca de primer grado (BP < BR) PALANCA 3.- Fulcro cercano a la potencia , por lo que el brazo de potencia sería menor que el de la resistencia ( BP<BR ). Solución que hace que sea mayor el esfuerzo que la carga ( P>R ) y, recíprocamente, menor el desplazamiento de la potencia que el de la resistencia ( DP<DR ). Esta solución no aporta ganancia mecánica, por lo que solamente se emplea cuando queremos amplificar el movimiento de la potencia. Podemos aumentar la amplitud del movimiento haciendo que el brazo de la resistencia sea mayor que el de la potencia. Esta solución presenta la ventaja de que a pequeños desplazamientos de la potencia se producen grandes desplazamientos de la resistencia, por tanto su utilidad se centra en mecanismos que necesiten amplificar e invertir el movimiento. Se utiliza, por ejemplo, en barreras elevables, timones laterales, pinzas de cocina...

11. Palanca de segundo grado PALANCA La palanca de segundo grado permite situar la carga ( R , resistencia ) entre el fulcro y el esfuerzo ( P , potencia ). Con esto se consigue que el brazo de potencia siempre será mayor que el de resistencia ( BP>BR ) y, en consecuencia, el esfuerzo menor que la carga ( P<R ). Este tipo de palancas siempre tiene ganancia mecánica. Esta disposición hace que los movimientos de la potencia y de la resistencia se realicen siempre en el mismo sentido, pero la carga siempre se desplaza menos que la potencia ( DR<DP ), por tanto es un montaje que atenúa el movimiento de la potencia . Al ser un tipo de máquina cuya principal ventaja es su ganancia mecánica, su utilidad principal aparece siempre que queramos vencer grandes resistencias con pequeñas potencias. Se emplea en cascanueces, carretillas, cortaúñas, remos...

12. Palanca de tercer grado PALANCA La palanca de tercer grado permite situar el esfuerzo ( P , potencia ) entre el fulcro ( F ) y la carga ( R , resistencia ). Con esto se consigue que el brazo de la resistencia siempre será mayor que el de la potencia ( BR>BP ) y, en consecuencia, el esfuerzo mayor que la carga ( P>R ). Este tipo de palancas nunca tiene ganancia mecánica . Esta disposición hace que los movimientos de la potencia y de la resistencia se realicen siempre en el mismo sentido, pero la carga siempre se desplaza más que la potencia ( DR>DP ). Es un montaje, por tanto, que amplifica el movimiento de la potencia, lo que constituye su principal ventaja. Al ser un tipo de máquina que no tiene ganancia mecánica, su utilidad práctica se centra únicamente en conseguir grandes desplazamientos de la resistencia con pequeños desplazamientos de la potencia. Se emplea en pinzas de depilar, cortaúñas, cañas de pescar.

13. Ejercicios_01-06 PALANCA 6º .- De los extremos de una barra de 1 metro de longitud cuelgan 40 y 60 Kg respectivamente- ¿ A qué distancia del extremo que tiene los 60 Kgs. debe colocarse el apoyo para que la barra quede equilibrada? 2º .-Una persona quiere transportar leña en una carretilla cuyos manerales tienen una longitud de 1,5 mts medidos desde el eje de la rueda. Si la persona que la utiliza solo puede hacer un esfuerzo de 50 Kg. ¿Qué peso de leña puede transportar en la carretilla si la carga se sitúa a 0,5 mts del eje de la rueda? 3º .-Con un cascanueces cuyos brazos tienen una longitud de 15 cm, se quiere romper una nuez cuya cáscara soporta una fuerza de 3 Kg. Si la nuez se coloca a 5 centímetros de la articulación ¿Qué fuerza habrá que realizar en los extremos de los brazos para partir la nuez? 4º .-Para sujetar una pieza de acero a una temperatura de 900 ºC se utilizan unas pinzas metálicas cuyos brazos tienen una longitud de 50 cms, estando articulados (unidos) en un extremo (sujetando la pieza por el otro extremo). Si la pieza pesa 2 Kg. y la fuerza que se hace para sujetarla es de 10 Kg. ¿A qué distancia de la articulación deberá ejercerse la fuerza de 10 Kg.? 1º .-Calcular la fuerza que es necesario ejercer en una palanca de primer género de 5 metros de longitud para mover una roca que pesa 1 tonelada métrica situada a 1 metro del punto de apoyo (fulcro) 5º .-En una palanca de segundo género, la potencia ejercida es de 10 Kg. . Si el brazo de potencia es de 1 metro y la resistencia es de 25 Kg. ¿Calcular el brazo de resistencia necesario para equilibrar la palanca?

14. Ejercicios_07-12 PALANCA 7º .- Calcula la Fuerza que tiene que hacer un operario para levantar un armario de 150 kg. con una palanca de 1,2 metros de longitud, si la distancia entre el fulcro y el peso es de 200 mm. 8º .- Calcula el peso que puede levantar un operario con una palanca de longitud 100 cm, si la distancia entre el punto de apoyo y el peso es de 200 mm. Datos: Fuerza aplicada por el operario 50 Kg. 9º .- Calcula la Fuerza que tiene que hacer un operario para levantar un armario de 100 kg. con una palanca de longitud 1,25 metros de longitud, si la distancia entre el fulcro y la fuerza es de 95 cm 10º .- Calcula la distancia del punto de apoyo al punto de aplicación de la fuerza en una palanca de longitud total de 100 cm, si con dicha palanca levantamos una caja de peso de 120 kg con una fuerza de 30 kg. 11º .- Calcula el peso que puede levantar un operario con una palanca de longitud 110 cm, si la distancia entre el punto de apoyo y el peso es de 0,15 metros. Datos Fuerza aplicada por el operario 60 Kg. Palanca de 2º orden 12º .- Calcula la distancia del punto de apoyo al peso en una palanca de longitud desconocida, si con ella deseamos levantar un peso de 100 kg. aplicando una fuerza de 40 kg. Datos : Distancia del punto de apoyo al punto de aplicación de la Fuerza 80 cm

15. Ejercicios_13-18 PALANCA 13º .- Calcula la longitud de la apalanca que tenemos que comprar si queremos levantar un peso de 140 kg. con una fuerza de 50 kg. Dato brazo de potencia = 25 cm 14º .- Calcula la longitud de la palanca que tenemos que comprar si queremos levantar un peso de 120 kg. con una fuerza de 40 kg. Datos Brazo de resistencia = 25 cm Palanca de 2º orden 15º .- Calcula la longitud de la palanca que tenemos que comprar si queremos levantar un peso de 20 kg. con una fuerza de 80 kg. Datos Brazo de potencia = 25 cm Palanca de 3º orden 16º .- Calcula la distancia del punto de apoyo al punto de aplicación de la fuerza en una palanca de longitud 110 cm, si con dicha palanca levantamos un peso de 160 kg. Datos: Brazo de resistencia = 20 cm. 17º .- Calcula la Fuerza que tiene que hacer un operario para levantar un cajón de 90 kg. con una palanca de longitud 100 cm, si la distancia entre el fulcro y el peso es de 200 mm. 18 .- Calcula la Fuerza que tiene que hacer un operario para levantar un armario de 100 kg. con una palanca de longitud 1,2 metros de longitud, si la distancia entre el fulcro y el peso es de 30 cm. Si la palanca es de 2º orden