Calculadora de palancas

Una palanca es una barra rígida que gira alrededor de un punto de apoyo o fulcro. Puede multiplicar una fuerza, ampliar un movimiento o cambiar la dirección de una fuerza. En una palanca ideal en reposo, los momentos horarios y antihorarios respecto al fulcro se equilibran. El momento, también llamado torque, es la fuerza multiplicada por la distancia perpendicular desde el fulcro a su línea de acción. Esta calculadora aplica la igualdad entre esfuerzo por brazo de esfuerzo y carga por brazo de carga. Por tanto, el esfuerzo necesario es la carga multiplicada por su brazo y dividida entre el brazo de esfuerzo. Alejar el esfuerzo del fulcro reduce la fuerza necesaria. Por ejemplo, una carga de 400 newtons a medio metro del apoyo genera un momento de 200 newton-metros. Aplicar el esfuerzo a dos metros requiere solo 100 newtons para crear el mismo momento. La ventaja mecánica ideal es la longitud del brazo de esfuerzo dividida entre la del brazo de carga; en este ejemplo es cuatro. Las tres clases tradicionales de palancas describen las posiciones relativas del esfuerzo, la carga y el fulcro. En una palanca de primer género, como un balancín o una barra de uña, el apoyo queda entre el esfuerzo y la carga. En una de segundo género, como una carretilla, la carga está entre el apoyo y el esfuerzo, y normalmente se multiplica la fuerza. En una de tercer género, como el antebrazo humano, el esfuerzo queda entre el apoyo y la carga; no se multiplica la fuerza, pero sí la velocidad y el recorrido. La ecuación ideal ignora el peso propio de la palanca, la flexión, la fricción del pivote y la deformación de las piezas conectadas. Por eso las máquinas reales suelen requerir algo más de esfuerzo que el resultado ideal. La eficiencia puede incorporarse dividiendo el esfuerzo ideal entre la eficiencia expresada como decimal. Un mecanismo con eficiencia del 80 por ciento requiere dividir la fuerza calculada entre 0.8. Los ingenieros también deben verificar tensiones, estabilidad y factores de seguridad, sin depender solo del equilibrio de fuerzas. Las distancias deben ser brazos de momento perpendiculares, no necesariamente las longitudes físicas completas de barras inclinadas. Si la fuerza actúa en ángulo, usa la distancia perpendicular mínima desde el fulcro a su línea de acción, o multiplica la fuerza y el radio por el seno del ángulo entre ambos. Esta calculadora supone fuerzas perpendiculares a la palanca. Usa la misma unidad para ambas distancias; su cociente es adimensional. Si la fuerza se introduce en newtons, el esfuerzo calculado también queda en newtons, como primera estimación clara para herramientas, mecanismos, ejercicios de estática y sistemas de elevación.