Calculadora de poleas

Calcula la ventaja mecánica ideal y ajustada por eficiencia, además de la fuerza necesaria para elevar una carga con un polipasto.

Calcular la ventaja mecánica de poleas
Este modelo usa dos tramos de cuerda que soportan la carga por cada polea móvil.

Acerca de los sistemas de poleas

Una polea cambia la dirección de la fuerza de una cuerda, multiplica la fuerza o hace ambas cosas. Las poleas fijas se sujetan a un soporte y principalmente redirigen el tirón. Las móviles se desplazan con la carga y permiten que varios tramos de cuerda compartan su fuerza. Esta calculadora estima la ventaja mecánica ideal de un polipasto común, la ajusta según la eficiencia global y calcula la fuerza necesaria para equilibrar o elevar lentamente una carga indicada. La ventaja mecánica es la relación entre la fuerza de la carga y la fuerza aplicada. En un sistema ideal con una cuerda continua y dos tramos de soporte alrededor de cada polea móvil, cada polea móvil aporta dos tramos. La ventaja ideal es, por tanto, el doble del número de poleas móviles. Una polea móvil ofrece una ventaja de 2:1 y tres ofrecen 6:1. Las poleas fijas no aumentan esta relación ideal en la configuración modelada, aunque son esenciales para guiar la cuerda y disponer un bloque práctico. Multiplicar la fuerza implica intercambiar fuerza por distancia. Con una ventaja ideal de 4:1, se tiran cuatro metros de cuerda para elevar la carga aproximadamente un metro. El trabajo se conserva en el modelo ideal: reducir la fuerza exige una distancia de tracción proporcionalmente mayor. Un sistema de poleas no crea energía, y añadir poleas puede ralentizar la elevación y aumentar el recorrido de cuerda y el peso del sistema. Los sistemas reales pierden energía por fricción en rodamientos, flexión de la cuerda, desalineación de roldanas, rigidez de la cuerda y contacto entre piezas móviles. La eficiencia resume esas pérdidas en un porcentaje. La ventaja mecánica real es la ideal multiplicada por la eficiencia expresada como decimal. La fuerza necesaria es la carga dividida entre la ventaja real. Por ejemplo, un sistema nominal de 2:1 con un noventa por ciento de eficiencia tiene una ventaja real de 1.8:1 y requiere más de la mitad de la fuerza de la carga. La carga de entrada es una fuerza en newtons, no una masa en kilogramos. Para convertir una masa estacionaria en la Tierra a fuerza, multiplica los kilogramos por unos 9.81 m/s². El arranque, la aceleración, las cargas de impacto, el peso de cuerda y bloques, la tensión desigual y la geometría del aparejo pueden elevar las fuerzas reales por encima de esta estimación sencilla. La cantidad de poleas fijas describe la configuración, pero no modifica la multiplicación de fuerza en este modelo. Usa el resultado para educación y comparación preliminar, no para certificar sistemas de elevación. Selecciona cuerdas, roldanas, anclajes, conectores y estructuras según límites de carga de trabajo, factores de diseño, normas aplicables y asesoramiento de personal cualificado. Nunca te sitúes bajo una carga suspendida e inspecciona todo el equipo antes de usarlo.

Ejemplos de cálculo de poleas

Estos ejemplos aplican la eficiencia a la relación ideal de tramos de soporte.

SistemaResultadosInterpretación
1,000 N; 1 fija; 1 móvil; 90%2:1 ideal; 555.556 N de fuerzaPolea móvil simple
2,400 N; 3 fijas; 3 móviles; 80%6:1 ideal; 500 N de fuerzaSeis tramos de soporte
5,000 N; 2 fijas; 2 móviles; 75%4:1 ideal; 1,666.667 N de fuerzaSistema con mucha fricción

Cómo calcular la fuerza en una polea

  1. Introduce la carga como fuerza en newtons; convierte antes la masa en peso si hace falta.
  2. Introduce cantidades enteras de poleas fijas y móviles; usa cero móviles si el sistema solo tiene poleas fijas.
  3. Introduce la eficiencia total estimada como porcentaje.
  4. Selecciona Calcular sistema de poleas y consulta las ventajas ideal y real y la fuerza necesaria.

Preguntas frecuentes

¿Las poleas fijas aumentan la ventaja mecánica?

Una polea fija suele cambiar la dirección del tirón sin multiplicar la fuerza. En este polipasto, la ventaja procede de los tramos de cuerda que soportan las poleas móviles.

¿Por qué la ventaja mecánica real es menor que la ideal?

Los rodamientos, la flexión de la cuerda, la alineación y la deformación de materiales disipan energía. La eficiencia reduce la ventaja ideal para representar esas pérdidas.

¿Debo introducir kilogramos o newtons?

Introduce la fuerza de la carga en newtons. Para una masa estacionaria cerca de la Tierra, multiplica los kilogramos por aproximadamente 9.81 para estimar su peso.

¿Una mayor ventaja mecánica reduce el trabajo?

No, el trabajo ideal sigue siendo fuerza por distancia. Menos fuerza requiere tirar de una longitud de cuerda proporcionalmente mayor, y la fricción real añade trabajo.

¿Puedo usar el resultado para elegir equipos de elevación?

No, es una estimación idealizada para planificación y enseñanza. La selección de equipos certificados requiere cargas dinámicas, factores de seguridad, normas, inspección y análisis profesional del aparejo.