¿Cómo funciona la palanca compuesta?

Una palanca compuesta es un sistema que consta de dos o más palancas simples que trabajan juntas para transmitir la fuerza y ​​el movimiento. En una palanca compuesta, la fuerza de salida o el movimiento de una palanca se convierte en la fuerza de entrada o movimiento para la siguiente palanca. Este arreglo permite que la palanca del compuesto alcance una mayor ventaja mecánica o amplifique la fuerza aplicada, lo que facilita mover cargas pesadas o realizar tareas que requieren una fuerza significativa.

Aquí hay una explicación paso a paso de cómo funciona una palanca compuesta:

1. El usuario aplica un esfuerzo (fuerza de entrada) en la primera palanca en el sistema.
2. La primera palanca amplifica la fuerza de entrada en función de su ventaja mecánica, que está determinada por la relación de las longitudes de su brazo de esfuerzo y brazo de carga.
3. La fuerza amplificada de la primera palanca se aplica como la fuerza de entrada a la segunda palanca.
4. La segunda palanca amplifica aún más la fuerza basada en su ventaja mecánica.
5. Si hay palancas adicionales en el sistema, la fuerza se transmite y se amplifica a través de cada una, siguiendo el mismo proceso.
6. La palanca final en el sistema aplica la fuerza de salida (o carga) al punto deseado, lo que hace que sea más fácil moverse o manipular la carga.

Las palancas compuestas a menudo se usan en aplicaciones donde se requiere una gran ventaja mecánica, como en maquinaria pesada, herramientas manuales y sistemas de elevación. Al combinar múltiples palancas simples, una palanca compuesta puede lograr una mayor ventaja mecánica que una sola palanca, por lo que es más eficiente para realizar tareas que requieren una fuerza significativa.

¿Cuál es el cálculo para una palanca compuesta?

Para determinar la fuerza de salida, debe calcular la ventaja mecánica total (MA) del sistema de palanca compuesta y luego multiplicarla por la fuerza de entrada (esfuerzo). La ventaja mecánica total se obtiene multiplicando las ventajas mecánicas de cada palanca individual en el sistema.

Diagrama de una palanca compuesta

Aquí está la fórmula general para calcular la ventaja mecánica (MA) de una sola palanca:

MA = Distancia del esfuerzo a Fulcrum (DE) / Distancia de la carga a Fulcrum (DL)

Para un sistema de palanca compuesto con dos palancas, calcularía la ventaja mecánica de cada palanca y luego multiplicaría los dos valores:

Total mA = mA de palanca 1 × mA de la palanca 2

Si el sistema de palanca compuesta tiene más de dos palancas, puede extender este método multiplicando las ventajas mecánicas de todas las palancas individuales:

MA = MA de la palanca 1 × mA de palanca 2 × ... × mA de palanca n

Finalmente, para calcular la fuerza de salida (F_OUT) del sistema de palanca de compuesto, multiplique la ventaja mecánica total por la fuerza de entrada (F_IN):

F_out = total MA × F_IN

Tenga en cuenta que este cálculo no supone pérdidas de energía debido a la fricción u otras ineficiencias en el sistema. En aplicaciones del mundo real, es posible que deba tener en cuenta dichos factores para obtener resultados precisos.

Calculadora de palanca compuesta

Palanca 1

Palanca 2

Fuerza de entrada

Resultados

Ejemplo de una palanca compuesta

Una prensa es un tipo de mecanismo de palanca compuesta. Se usan en la mayoría de las fábricas de Fabrica y Mecahine. Este tipo de mecanismos se usa porque la fuerza de entrada generalmente se aplica por un humano con capacidades de fuerza limitada, sin embargo, la fuerza requerida para hacer un agujero a través de una lámina de acero es muchas magnitudes más que esto, por lo que se requiere una palanca compuesta para Amplifique la fuerza de entrada humana para crear una fuerza de salida 10 veces más, o suficiente para golpear una placa de acero.