Calculadora de palancas
Elige el género de la palanca, introduce la carga y las distancias al punto de apoyo y obtén la fuerza que necesitas aplicar, la ventaja mecánica y la fuerza sobre el punto de apoyo. También puedes despejar la carga o cualquiera de los brazos, y un diagrama a escala muestra el montaje.
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Usa kgf o lbf para introducir un peso en kg o lb
Cómo usar Calculadora de palancas
- Elige qué despejar: la fuerza que hay que aplicar (potencia) es la pregunta más habitual.
- Elige el género de la palanca: dónde están el punto de apoyo, la carga y la potencia a lo largo de la barra.
- Introduce las fuerzas en N, kgf o lbf (un peso de 50 kg son 50 kgf).
- Introduce las distancias desde el punto de apoyo hasta la potencia y hasta la carga.
- Pulsa Calcular y consulta el resultado, la ventaja mecánica, el diagrama y la tabla.
La ley de la palanca
Una palanca es una barra rígida que gira alrededor de un pivote, el punto de apoyo. Cuando está en equilibrio, el efecto de giro (momento) de la potencia es igual al momento de la carga:
Fpotencia × dpotencia = Fcarga × dcarga
Despejando, Fpotencia = Fcarga × dcarga ÷ dpotencia y la ventaja mecánica ideal es VM = dpotencia ÷ dcarga. Las distancias se miden desde el punto de apoyo, perpendiculares a la dirección de la fuerza. Si empujas en ángulo, solo cuenta la parte perpendicular de tu empuje, así que la fuerza necesaria aumenta en 1 ÷ sen(ángulo).
Géneros de palancas de un vistazo
| Género | Orden a lo largo de la barra | Ventaja mecánica | Ejemplos cotidianos |
|---|---|---|---|
| 1.er género | Potencia – apoyo – carga | Mayor, igual o menor que 1 | Balancín, palanca de uña, martillo de carpintero sacando un clavo, tijeras, alicates |
| 2.º género | Apoyo – carga – potencia | Siempre mayor que 1 | Carretilla, cascanueces, abrebotellas, ponerse de puntillas |
| 3.er género | Apoyo – potencia – carga | Siempre menor que 1 | Pinzas, tenazas, escoba, caña de pescar, el antebrazo humano |
Ejemplos resueltos
| Montaje | Carga | Brazo de resistencia | Brazo de potencia | VM | Potencia necesaria |
|---|---|---|---|---|---|
| Palanca de uña bajo una roca (1.er género) | 200 kgf | 10 cm | 120 cm | 12 | 16.7 kgf |
| Carretilla (2.º género) | 100 kgf | 0.35 m | 1.4 m | 4 | 25 kgf |
| Abrebotellas (2.º género) | 200 N | 1 cm | 10 cm | 10 | 20 N |
| Antebrazo sosteniendo un peso (3.er género) | 5 kgf | 35 cm | 4 cm | 0.114 | 43.8 kgf |
Consejos: para levantar algo con menos esfuerzo, acerca el punto de apoyo a la carga o empuja más lejos del punto de apoyo. En una barra pesada, su propio peso actúa en su centro; en una palanca de 1.er género, una barra más larga de tu lado te ayuda.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la fórmula de la palanca?
La ley de la palanca dice que los momentos respecto al punto de apoyo se equilibran: potencia × brazo de potencia = carga × brazo de resistencia. Por tanto, la potencia es carga × brazo de resistencia ÷ brazo de potencia. Levantar 1,000 N con un brazo de resistencia de 0.5 m y un brazo de potencia de 2 m requiere 1,000 × 0.5 ÷ 2 = 250 N.
¿Cómo se calcula la ventaja mecánica de una palanca?
La ventaja mecánica ideal es el brazo de potencia dividido entre el brazo de resistencia (VM = d_potencia ÷ d_carga). También es igual a carga ÷ potencia cuando la palanca está en equilibrio. Una VM de 4 significa que una unidad de potencia equilibra cuatro unidades de carga.
¿Cuáles son los tres géneros de palancas?
En la de 1.er género el punto de apoyo está entre la potencia y la carga (balancín, palanca de uña, tijeras). En la de 2.º género la carga está entre el punto de apoyo y la potencia (carretilla, cascanueces), así que la VM siempre es mayor que 1. En la de 3.er género la potencia está entre el punto de apoyo y la carga (pinzas, escoba, tu antebrazo), así que la VM siempre es menor que 1, pero la carga se mueve más rápido y más lejos.
¿Por qué usar una palanca de 3.er género si necesita más fuerza?
Porque multiplica la distancia y la velocidad en lugar de la fuerza. El bíceps se inserta a pocos centímetros del codo, así que una pequeña contracción muscular mueve la mano una gran distancia rápidamente. Las cañas de pescar, los bates de béisbol y las tenazas aprovechan el mismo intercambio.
¿Una palanca ahorra trabajo?
No. Una palanca ideal intercambia fuerza por distancia: si la ventaja mecánica es 4, empujas con una cuarta parte de la fuerza pero tu extremo se mueve cuatro veces más, así que el trabajo (fuerza × distancia) que entra es igual al que sale. Las palancas reales pierden un poco por la fricción en el pivote y la flexión de la barra.
¿Cuánta fuerza soporta el punto de apoyo?
Para una barra sin peso con fuerzas verticales, el punto de apoyo de una palanca de 1.er género soporta potencia + carga. En una de 2.º género soporta carga − potencia, y en una de 3.er género el pivote soporta potencia − carga. Una barra pesada añade su propio peso, que actúa en su centro de masa.
¿Introduzco el peso en kg o en newtons?
Cualquiera de los dos. Elige kgf para escribir una masa en kilogramos (1 kgf = 9.80665 N) o lbf para libras. La relación de la palanca es la misma en cualquier unidad, y los resultados también se muestran en newtons, kgf y lbf.
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Sí. Cada herramienta del sitio pasa pruebas automáticas en navegadores reales para comprobar que el resultado es correcto y que no hay errores. Si encuentras un fallo o tienes una sugerencia, escríbenos a [email protected] y lo revisaremos.