Entre las máquinas simples más utilizadas está la palanca, ya que permite transmitir fuerza y desplazamiento de una manera más fácil y sin realizar demasiado esfuerzo físico. Es por esto que vale la pena conocer a profundidad los tipos de palancas y sus usos en la cotidianidad.
Para entender fácilmente qué es una palanca, hay que pensar en ella como una barra rígida que se mueve sobre un punto de apoyo llamado fulcro, con el objetivo de amplificar la fuerza mecánica que se aplica a un objeto. También sirve para aumentar la distancia recorrida, facilitando de esta forma diferentes actividades a nivel doméstico e industrial.
Decimos que estamos ante una palanca cuando el mecanismo en cuestión tiene 3 fuerzas: La primera es la fuerza de apoyo o fulcro que hemos mencionado anteriormente, la segunda es la resistencia o carga y en tercer lugar está la potencia o esfuerzo que tenemos que aplicar para equilibrar la carga.
Arquímedes definió la ley de la palanca de esta forma; la potencia (P) multiplicada por su distancia al punto de apoyo (dP) es igual a la resistencia (R) por su distancia al punto de apoyo (dR). La fórmula quedaría de la siguiente manera: P x dP = R x dR. Esto significa que si hay una mayor distancia entre el fulcro y el punto de apoyo al aplicar la potencia, entonces tendremos más ventaja frente a la resistencia. Este principio ha sido utilizado desde hace miles de años para mover objetos pesados de un lugar a otro, pero existen varias versiones según la posición de la potencia, la resistencia y el punto de apoyo en cada máquina. Por esta razón, es bueno mencionar algunos ejemplos de palancas de acuerdo a su tipo.
Palanca de primera clase
La palanca de primer grado es la más fácil de entender, ya que tiene el punto de apoyo en el centro, entre la potencia y la resistencia, como si se tratara de una balanza, lo que significa que para mantener en equilibrio la carga, habría que aplicar en la potencia el mismo peso que hay en la resistencia.
Entre las palancas de primer género que más utilizamos en la vida diaria están las tijeras. En este caso, la potencia estaría en los anillos de sujeción, donde introducimos los dedos para ejercer presión, el punto de apoyo sería el tornillo que está justo en el centro, mientras que la resistencia estaría en las cuchillas.
Palanca de segunda clase
Las palancas de segundo grado tienen la particularidad de que su punto de apoyo está en un extremo de la máquina, mientras que la potencia está en la otra punta, dejando en el centro la resistencia o carga. Una de las características de estas palancas es que necesitan menos esfuerzo para mantener en equilibrio la resistencia.
Las carretillas que se utilizan en el jardín y en la construcción son un claro ejemplo de palanca de segundo grado, ya que el punto de apoyo está en la rueda y la potencia se ejerce en los mangos, dejando la resistencia en el portacargas, es decir, en el centro de la herramienta. En este caso, es muy poco el esfuerzo físico que hay que realizar para mantener la carga en equilibrio, pero a mayor peso, disminuye la velocidad de traslado.
Palanca de tercera clase
La palanca de tercer grado tiene la resistencia en uno de sus extremos y en otro se encuentra el punto de apoyo, por lo tanto, la potencia se aplica en el centro del sistema. Este es el caso de la caña de pescar; la resistencia la ejerce el pescado que hemos atrapado, el punto de apoyo está en el mango que sostenemos con una de las manos, mientras que la potencia la aplicamos hacia el centro de la caña con la otra mano, para de esta forma sacar el pescado del agua.
Las pinzas también son palancas de tercer género, ya que el fulcro está en el vértice donde se unen las dos piezas, la resistencia está en las puntas con las que sujetamos el objeto y la potencia debemos aplicarla en el centro de las pinzas. Este tipo de palanca está muy presente en la cotidianidad, en objetos tan comunes como una escoba o un palo de hockey.
Historia de la palanca
La palanca ha sido parte de la vida diaria del ser humano desde la prehistoria. Según los datos recabados por los historiadores, en el año 3.000 a. C. las palancas eran usadas en Mesopotamia para construir cigoñales, unas máquinas utilizadas para extraer agua de los ríos y depósitos con el objetivo de abastecer a una familia o comunidad.
Uno de los más grandes matemáticos griegos, Papo de Alejandría, menciona la palanca en un manuscrito del año 340. En esta colección de 8 volúmenes está registrada la frase que se atribuye al ingeniero y físico griego Arquímedes, donde dice, “dadme un punto de apoyo y moveré el mundo”, haciendo alusión al gran poder que podía tener una palanca si se utilizaba un punto de apoyo lo suficientemente robusto.
El historiador griego Plutarco escribió en su libro Vidas paralelas que en una carta escrita por Arquímedes a Hierón, el físico explica al rey que podría mover el planeta y el monarca quedó tan asombrado que le pidió una demostración. De este modo, realizaron un experimento en el que un barco de la armada de Hierón, que tenía las bodegas repletas y se encontraba en una dársena, fue cargado con numerosos pasajeros y Arquímedes sentado a cierta distancia logró levantar la nave y sacarla del agua sin mayor esfuerzo, utilizando solamente un sistema de palanca.
Como podemos observar, la palanca no sólo es una máquina que permite incrementar la fuerza mecánica, sino que también tiene una historia muy interesante, y aún en nuestros días la utilizamos en sus diferentes variantes para realizar tareas de distintos niveles de complejidad.