las palancas le permiten aplicar una fuerza de entrada en un punto de la palanca para crear una fuerza de salida diferente en otro punto de la palanca. el apalancamiento, que es la fuerza de salida dividida por la fuerza de entrada, puede ser mayor o menor que uno, dependiendo de sus necesidades. La característica clave de una palanca es el fulcro, un punto en la palanca que se mantiene estacionario mientras que otras partes se mueven. Las palancas de primera clase tienen el punto de apoyo entre las fuerzas de entrada y salida. Las palancas de segunda y tercera clase tienen el fulcro en un extremo. con palancas de segunda clase, la fuerza de entrada está en el extremo lejano y la fuerza de salida más cerca del punto de apoyo; Con palancas de tercera clase, lo contrario es cierto.
Palanca de primera clase: tijeras.
dibuje dos líneas que se crucen en un ángulo pequeño para representar las cuchillas de una tijera. etiqueta una pequeña distancia desde el pivote, o punto de apoyo, como l_paper = 1.5 centímetros.
etiqueta una distancia mayor desde el punto de apoyo como l_handle = 12 centímetros.
use la fórmula f_handle_l_handle = f_paper_l_paper para calcular el apalancamiento o ventaja mecánica, que es f_paper / f_handel = l_handel / l_paper = 8.
calcule la distancia que necesita para mover el asa y hacer que las cuchillas se crucen 2 milímetros en el punto de contacto con el papel utilizando 2 milímetros_l_handel / l_paper = 2 milímetros_12 / 1.5 = 1.6 centímetros. el objetivo es hacer que las cuchillas de tijera apliquen una gran fuerza sobre el papel en una pequeña distancia. Para hacer esto, aplica una fuerza menor, pero necesita mover las manijas una distancia mayor.
palanca de segunda clase: llave
Dibuja una llave girando una tuerca. etiqueta la distancia desde el centro de la tuerca, que es el punto de apoyo, hasta el borde exterior de la tuerca como l_nut = 1 centímetro. etiqueta la distancia desde el centro de la tuerca hasta el extremo de la llave como l_wrench = 20 centímetros.
dibuje una flecha al final de la llave y etiquétela como f_wrench. asuma que se necesitarán 1,500 newtons para aflojar la tuerca, lo que equivale a 337.2 libras. dibuje una flecha en el exterior de la tuerca y etiquétela como f_nut = 1,500 newtons.
calcula f_wrench usando la fórmula f_wrench_l_wrench = f_nut_l_nut para obtener f_wrench = f_nut * l_nut / l_wrench = 75 newtons, equivalente a 16.9 libras. Necesita aplicar 16.9 libras de fuerza para comenzar a girar la tuerca.
calcule el apalancamiento como f_nut / f_wrench = 1,500 / 75 = 20.
Palanca de tercera clase: articulación del codo
Dibuje un codo doblado simplificado con el hueso del brazo superior, el húmero, que se encuentra con el hueso del antebrazo, el cúbito, a 90 grados. La articulación es el fulcro.
dibujar el músculo bíceps desde el extremo del hombro del húmero hasta el cúbito en un punto cercano a la articulación. etiqueta la distancia desde la articulación hasta el bíceps l_bicep = 2 pulgadas. etiqueta la distancia desde la articulación hasta el final del cúbito, donde estaría la mano, como l_hand = 16 pulgadas.
dibuje una flecha en la mano y etiquétela como f_hand = 10 libras de fuerza. dibuje una flecha a lo largo del bíceps y etiquételo como l_bicep.
calcula f_bicep usando la fórmula f_bicep_l_bicep = f_hand_l_hand para obtener f_bicep = f_hand * l_hand / l_bicep = 80 libras. el bíceps aplica una fuerza de 80 libras en el codo para permitir que la mano aplique una fuerza de 10 libras.
calcule el apalancamiento como f_hand / f_bicep = 0.125. el objetivo es hacer que la articulación del codo solo se mueva un poco mientras que la mano se mueve mucho. esto requiere una ventaja mecánica de menos de uno.