Peso - Gravedad - Equilibrio - Palancas - Poleas y aparejos

(conceptos extraídos del antiguo y conocido libro de Carlos Miguel)

Peso y centro de gravedad.

El peso de un cuerpo representa la fuerza de gravedad que se ejerce sobre él.
La fuerza de gravedad atrae el cuerpo hacia el centro de la Tierra.
Pero la fuerza de atracción de la gravedad no es igual en todos los puntos del planeta: es mayor en los polos y menor en el ecuador, porque depende de la distancia.

Se llama "centro de gravedad" al punto de aplicación del peso (fuerza) de un cuerpo. Es el punto por donde pasa la recta de acción (dirección) del peso del cuerpo.

Equilibrio.

De aquí podemos definir las condiciones de equilibrio de los cuerpos.

Si el cuerpo está suspendido (colgado): el equilibrio será estable cuando el punto de suspensión está por encima del centro de gravedad; será inestable cuando el punto de suspensión esté por debajo del centro de gravedad; y será indiferente cuando el punto de suspensión coincida con el centro de gravedad.

Si el cuerpo está apoyado: el equilibrio será estable cuando la vertical trazada por el centro de gravedad pase por la base de sustentación; y será inestable cuando pase por fuera de esa base.

Máquinas simples.

PALANCA: barra rígida que puede girar alrededor de un punto fijo (punto de apoyo).

Interesa conocer las fuerzas que actúan ("potencia" P y "resistencia" R) y las distancias entre el punto de aplicación de cada una de ellas y el punto de apoyo ("brazo de potencia" bp y brazo de resistencia "br").

El producto de cada fuerza por su brazo se denomina "momento" de la fuerza.

La condición de equilibrio de una palanca será siempre:  P x bp = R x br

Es decir: la palanca está en equilibrio cuando el momento de la potencia es igual al momento de la resistencia.
Pueden distinguirse tres géneros de palanca:

Primer género: el punto de apoyo se encuentra entre la potencia y la resistencia. (PAR)
Ej.: tijeras.

Segundo género: la resistencia se encuentra entre el punto de apoyo y la potencia.  (ARP)
Ej. : carretilla.

Tercer género: la potencia se encuentra entre el punto de apoyo y la resistencia. (APR)
Ej. : caña de pescar.

POLEA: mecanismo que consta de un disco material con su periferia acanalada por la cual puede hacerse pasar una soga, cable o cadena que, al desplazarse lo hace girar alrededor de un eje que se encuentra en su centro.

Hay dos tipos de poleas: fijas y móviles.

Una polea fija es la que no desplaza su centro de gravedad cuando se la hace girar. Como los brazos de la potencia y la resistencia son iguales (son radios de la polea), entonces la condición de equilibrio será P = R
(cuando la potencia es igual a la resistencia). No ahorra fuerza. Solamente facilita la operación.

Una polea móvil sufre el desplazamiento de su centro de gravedad cuando se la hace girar. Está "libre", solamente mantenida por la sogra, cuerda o cable que se encuentra en su acanaladura. La condición de equilibrio es que la potencia necesaria será la mitad de la resistencia a vencer. Ahorra fuerza y facilita la operación.

Combinando una polea fija con poleas móviles se crean "aparejos" que pueden ser de dos tipos:
- potenciales: donde la potencia a aplicar será igual a la resistencia a vencer dividida por 2 elevado a la cantidad de poleas móviles empleadas.
- factoriales: donde la potencia a aplicar será igual a la resistencia a vencer dividida por 2 multiplicado por la cantidad de poleas móviles empleadas.