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Una palanca es un objeto que se utiliza con un punto de giro, o "fulcro", para multiplicar la fuerza aplicada a otro objeto. Las palancas suelen ser largas y delgadas y estar hechas de un material rígido. Las palancas son una de las seis máquinas simples.
¿Quién la inventó?
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Las palancas están presentes en la naturaleza. De hecho, tanto el brazo como la mandíbula son ejemplos de palancas. Es imposible decir quién inventó la primera palanca mecánica. Los seres humanos han utilizado palancas mecánicas desde la Edad de Piedra.
Los primeros escritos que se conservan sobre palancas datan del siglo III a.C. y proceden de Arquímedes. "Dadme un lugar donde apoyarme y moveré la tierra" es una observación de Arquímedes, que fue el primero en describir matemáticamente cómo las palancas multiplican la fuerza.
En el antiguo Egipto, los constructores utilizaban la palanca para mover y levantar obeliscos de más de 100 toneladas de peso. Un cigoñal es un tipo de palanca que se utilizaba en Egipto. Se trata de un poste con un peso en un extremo. Se utilizaba para elevar agua de un pozo o río para el riego. Su uso era común en el año 2000 a.C. Todavía se utiliza en muchas zonas de África y Asia para extraer agua.
¿Para qué sirve?
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La palanca permite realizar un trabajo con menos fuerza. Normalmente se utiliza para mover o levantar objetos. A veces sirve para empujar objetos, pero no para moverlos. Las palancas pueden utilizarse para ejercer una gran fuerza sobre una pequeña distancia en un extremo ejerciendo sólo una pequeña fuerza sobre una distancia mayor en el otro.
¿Cómo obtiene la fuerza?
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Su potencia procede de fuerzas exteriores que actúan sobre ella. Para utilizar la palanca con éxito y conseguir su ventaja mecánica, hay que ejercer fuerza sobre esta máquina simple.
La fuerza aplicada a un extremo de la palanca se transfiere al otro extremo de la palanca. La verdadera fuerza de las palancas procede de la ventaja mecánica.
La palanca permite realizar menos esfuerzo al mover un objeto, pero hay una contrapartida. El objeto se moverá una distancia menor que la persona o cosa que ejerce la fuerza.
Por ejemplo, se puede utilizar una palanca para levantar una tabla porque aplica mucha fuerza en una distancia corta, mientras que la persona que utiliza la palanca utiliza mucha menos fuerza en una distancia mucho mayor.
Otro ejemplo es una catapulta. Se coloca la carga en la catapulta, se tira de ella hacia atrás y ésta lanza el objeto u objetos hacia donde se desea que vayan. Esta sencilla máquina también se utilizaba en tiempos muy remotos.
¿Cómo funciona?
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La palanca tiene dos partes importantes. La propia palanca y el fulcro o punto de apoyo. La posición del punto de apoyo determina la distancia a la que se moverá el objeto de la palanca y la fuerza necesaria para moverlo.
Si un peso descansara sobre una palanca, una persona podría levantarlo presionando la palanca del otro lado. Cuanto más se aleje del punto de apoyo, menos fuerza tendrá que aplicar.
Para levantar el peso la misma distancia, la fuerza tendría que aplicarse sobre una distancia mayor. En ciencia, llamamos "trabajo" al esfuerzo que se necesita para mover algo una cierta distancia.
Con una palanca, siempre haces la misma cantidad de trabajo, independientemente de la longitud de la palanca. Pero si mueves la palanca más lejos, entonces no tienes que empujar tan fuerte para hacer la misma cantidad de trabajo.
¿Cuál es su peligrosidad?
editarLas palancas pueden ser peligrosas porque multiplican la fuerza. Pero todo el mundo utiliza palancas sin pensar que son peligrosas. Cada vez que abres una puerta, estás utilizando una palanca. La mayoría de las palancas que utilizamos son seguras. Pero a lo largo de la historia de la humanidad, las palancas también se han utilizado como armas. Algunos ejemplos de armas que son palancas son los nunchakus, las catapultas y los propulsores.
¿Cómo varían?
editarEn realidad, ¡hay tres tipos de palancas! Se llaman palancas de primera clase, palancas de segunda clase y palancas de tercera clase.
Un balancín es un ejemplo de palanca de primera clase. En una palanca de primera clase, el punto de apoyo se encuentra entre la fuerza que empuja hacia abajo -la fuerza de entrada- (en un balancín, la persona que baja) y la fuerza de salida (la persona que sube).
Una carretilla es un ejemplo de palanca de segunda clase. En una palanca de segunda clase, la resistencia se encuentra entre la fuerza y el fulcro. La fuerza de entrada serían las asas, de las que hay que tirar para levantar el peso de la carretilla. El fulcro se encuentra en el eje de la rueda delantera.
Un bate de béisbol es un ejemplo de palanca de tercera clase. En una palanca de tercera clase, la fuerza se realiza entre el fulcro y la resistencia. En el caso de un bate de béisbol, el esfuerzo se ejerce al mover el bate por el mango. La parte más pesada del bate es la resistencia. En este caso, la fuerza en el extremo del bate se reduce, pero la velocidad aumenta. El extremo del bate se mueve más rápido que la empuñadura donde se aplica la fuerza, lo que le da mayor impulso y hace que golpee la pelota con más fuerza.
¿Cómo ha cambiado el mundo?
editarLa palanca ha cambiado enormemente nuestra forma de trabajar. Nos ha ayudado a hacer más trabajo con menos recursos. Ha desempeñado un papel esencial en el desarrollo de la agricultura. También desempeñó un papel crucial en la construcción de refugios y otros tipos de edificios. De hecho, las palancas son tan útiles y comunes que han desempeñado un papel en todos los demás avances tecnológicos.
¿Qué idea(s) y/o inventos tuvieron que desarrollarse antes de su creación?
editarLas palancas son una de las seis máquinas simples. No requirieron ninguna invención previa. Es muy posible que la primera máquina inventada por el ser humano fuera una palanca.