Palanca de física
1. Definición
En física, se llama palanca a un objeto duro que puede girar alrededor de un punto fijo bajo la acción de una fuerza.
2. Cinco elementos de la palanca
Potencia, resistencia, brazo de potencia, brazo de resistencia y fulcro
⒈ Fulcro: el punto fijo alrededor del cual gira la palanca, Usualmente se usa O significa.
⒉Potencia: la fuerza que hace girar la palanca, normalmente representada por F1.
⒊Resistencia: la fuerza que impide el giro de la palanca, normalmente representada por F2.
⒋Brazo de potencia: La distancia desde el punto de apoyo hasta la línea de acción de potencia se denomina brazo de potencia, generalmente representado por L1.
⒌Brazo de resistencia: La distancia desde el fulcro hasta la línea de resistencia se denomina brazo de resistencia, generalmente representado por L2.
Nota: Cuando la palanca está estacionaria o gira uniformemente alrededor del punto de apoyo bajo la acción de potencia y resistencia, se dice que la palanca está equilibrada.
3. Brazo de resistencia y brazo de potencia
La distancia entre la línea de acción de la resistencia y el fulcro se denomina brazo de resistencia
, generalmente representada por L2. El punto alrededor del cual gira la palanca, y también el punto de toda la palanca que permanece estacionario, se llama fulcro. Divide un trozo de madera con el punto de apoyo como centro (como se muestra en la imagen), luego la posición desde donde ejerces fuerza hasta el punto de apoyo es el brazo de potencia y la otra mitad es el brazo de resistencia. La distancia desde el fulcro hasta la línea de acción de la fuerza se denomina "brazo de fuerza" y la distancia L2 desde el fulcro hasta la línea de acción de la resistencia se denomina "brazo de resistencia". Es incorrecto considerar la gran distancia de la varilla desde el punto de resistencia hasta el fulcro como el brazo de resistencia, lo cual se debe a una comprensión poco clara del concepto de brazo de resistencia. La condición de equilibrio de la palanca
: potencia × brazo de potencia = resistencia × fórmula del brazo de resistencia: F1 × l1 = F2 × l2
Clasificación
Uno. categoría: El punto de pivote está a medio camino entre el punto de potencia y el punto de resistencia. Se llama el primer tipo de apalancamiento. Puede ahorrar trabajo o requerir mucho trabajo, y está determinado principalmente por la posición del punto de apoyo o la longitud del brazo. El brazo de potencia y el brazo de resistencia tienen la misma longitud, por lo que este tipo de palanca es una palanca de brazos iguales. Ejemplos: balancín, balanza, etc.
Categoría 2: El punto de resistencia se encuentra entre el punto de potencia y el fulcro. Se llama el segundo tipo de apalancamiento. Dado que el brazo de potencia siempre es más grande que el brazo de resistencia, es una palanca que ahorra mano de obra. Ejemplos: cascanueces, puertas, grapadoras, trampolines, llaves inglesas, abridores de botellas (de cerveza), carritos (que transportan cemento, ladrillos).
Categoría tres: El punto de potencia está entre el fulcro y el punto de resistencia. Se llama el tercer tipo de apalancamiento. La característica es que el brazo de potencia es más corto que el brazo de resistencia, por lo que este tipo de palanca es una palanca laboriosa, pero que puede ahorrar distancia. Ejemplos: pinzas, brazos, cañas de pescar, remos de kayak, mandíbulas, palas, escobas, mazas, tijeras de peluquería y otros instrumentos que utilizan una mano como punto de apoyo y la otra como fuerza.
Además, herramientas como los ejes también son palancas deformadas. Tomemos la polea fija más simple, que es similar al primer tipo de palanca. El eje de la polea es como el punto de apoyo y la fuerza de tracción de los objetos en ambos extremos es como la fuerza ejercida por los dos extremos de la palanca. Si la polea es un círculo perfecto, el brazo de fuerza y los brazos de resistencia serán ambos el radio del círculo.
Según el modelo de apalancamiento, si L1>L2, entonces F1
Según la diferencia entre el brazo de potencia y el brazo de resistencia, podemos dividir la palanca en tres categorías: palanca que ahorra trabajo, laboriosa palanca y palanca de brazo igual.