¿Cómo facilitan el trabajo las poleas?

Escrito por johnmcgee | Traducido por lorena perez
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¿Cómo facilitan el trabajo las poleas?
Bloque de poleas. (pulley of a boat image by timur1970 from Fotolia.com)

Las poleas pueden hacer el trabajo más fácil en diferentes maneras. Es posible que hayas visto bloques y trastos polipastos de buques que se doblan en la cuerda para obtener una ventaja mecánica. O puedes haber visto una polea de elevación en el garaje de un mecánico que levanta los motores de los coches. En ambos casos, la fuerza de entrada necesaria es menor de lo que sería sin las poleas. Las poleas incluso pueden facilitar el trabajo simplemente cambiando la dirección de una fuerza de tracción.

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Redirigiendo la fuerza

La forma más básica en que las poleas pueden hacer el trabajo más fácil es mediante la reorientación de la fuerza. Por ejemplo, una polea que cuelga desde arriba permite tirar hacia abajo de una cuerda convirtiendo la fuerza hacia arriba sobre la carga. Por lo tanto, puedes utilizar todo tu peso como una fuerza de tracción.

Redirección de la fuerza.
Redirección de la fuerza. (cistern pulley image by JCVStock from Fotolia.com)

Amplificando la fuerza

Con el uso de múltiples poleas puedes obtener lo que se llama "ventaja mecánica". Por ejemplo, fija una polea a la carga y fija otra polea a un soporte superior. Enhebra el cable de elevación sobre la polea colgante, bajo la polea de carga y asegúrate de que la que cuelga esté amarrada para reducir la fuerza de entrada requerida por la mitad.

Mitad inferior de un bloque y trastos de un montacargas.
Mitad inferior de un bloque y trastos de un montacargas. (Sky Hook image by Peter Jarvis from Fotolia.com)

Por qué funciona

Si deseas levantar un pie (30,48 cm) una carga, la distancia entre las dos poleas, en el ejemplo multi-polea, tiene que acortarse por un pie (30,48 cm). Esto significa que los dos tramos de cuerda entre las dos poleas tienen que acortarse por un pie (30,48 cm). Así que la persona tirando del extremo libre de la cuerda tiene que tirar de dos pies (60,96 cm) hacia arriba, no uno. Mientras se tira se necesita una distancia mayor, la desventaja es que menos fuerza es requerida sobre distancias más largas.

Analogía para palancas

Este equilibrio entre la fuerza y ​​la distancia sobre la que se aplica es el mismo beneficio que se observa en la palanca, que la mayoría de la gente conoce por los columpios de niños. Para un ejemplo más relacionado con el trabajo, puedes mover una gran roca con un menor esfuerzo si usas una larga palanca y un punto de apoyo situado muy cerca de la roca. Tendrás que mover el extremo libre de la palanca hacia abajo a una distancia larga en comparación con lo poco que se levantará el extremo opuesto, pero la fuerza de entrada necesaria se reduce también.

El trabajo de la energía

Para entender las variables en el trabajo, el producto de la fuerza y la distancia sobre la cual se aplica la fuerza, es una medida de la energía requerida para hacer un trabajo. La famosa fórmula de este fenómeno es: el trabajo es igual a la fuerza por distancia. Así que aunque el producto "trabajo" es constante para una determinada tarea, la fuerza y la distancia pueden variar de forma inversa. Las poleas pueden aumentar la distancia. Debido a la constancia de la energía necesaria, la fuerza de entrada necesaria disminuye.

Polea diferencia

Los mecánicos utilizan poleas diferenciales, o polipastos de cadena, para levantar los motores de los automóviles. La polea diferencial consta de dos poleas sobre el mismo eje. Un motor puede colgar de las poleas sin que se caiga debido a que la cadena de enganche en el motor se envuelve alrededor de las dos poleas en los lados opuestos. Debido a que las poleas difieren ligeramente en el tamaño, el mecánico tirará de la cadena de bucle cerrado por una larga distancia y levantará el motor a una distancia pequeña.

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