La palanca és una de les màquines simples més bàsiques i àmpliament utilitzades. Consisteix en una barra rígida que pot girar al voltant d'un punt de suport anomenat fulcre o punt de suport. La palanca es fa servir per amplificar o canviar la direcció d'una força aplicada a un objecte.
Les palanques són presents en moltes eines i màquines quotidianes, des d'una pinça fins a una tisora o una serra. També s'utilitzen en aplicacions més complexes, com ara grues i màquines de càrrega pesada.
Una palanca consta de tres components principals: el fulcre, el punt d‟aplicació de la força (on s‟aplica la força) i el punt d‟aplicació de la resistència (on es troba la càrrega o l‟objecte a aixecar). Aquests components poden variar en la posició relativa i determinaran el tipus de palanca.
Tipus de palanques
Hi ha tres tipus de palanques, segons la posició relativa dels components:
Palanca de primer gènere o de força
En aquest tipus, el fulcre es troba entre la força aplicada i la resistència. En aplicar una força a un extrem, es genera una força a l'extrem oposat per aixecar la resistència.
Un exemple comú és una balança de braç.
Palanca de segon gènere o de resistència
La resistència es troba entre el fulcre i la força aplicada. En aplicar una força a un extrem, la resistència s'aixeca a l'extrem oposat.
Un exemple de palanca de segon gènere és un carretó elevador, on el punt de suport està en una de les rodes del darrere, la càrrega es troba a la plataforma i la força s'aplica als mànecs.
Palanca de tercer gènere
La força aplicada es troba entre el fulcre i la resistència. Aquest tipus permet una amplificació de la força, però a costa de disminuir la velocitat i el recorregut del moviment.
Un exemple de palanca de tercer gènere és l'avantbraç humà, on els músculs del braç actuen com la força aplicada, el colze és el fulcre i la càrrega és a la mà.
Per què serveix una palanca?
Una palanca sutilitza per facilitar o amplificar laplicació duna força per moure o aixecar objectes. Aquestes màquines simples permeten canviar la direcció, la intensitat i la velocitat duna força aplicada.
Les aplicacions de les palanques són diverses i es troben a moltes àrees de la vida quotidiana, l'enginyeria, la indústria i altres camps. Alguns usos comuns inclouen:
-
Aixecar objectes pesants: s'utilitzen per aixecar objectes pesants de manera més eficient. En aplicar una força en un extrem s'amplifica la força a l'extrem oposat, permetent aixecar objectes que altrament serien difícils o impossibles de moure.
-
Eines manuals: Moltes eines manuals, com ara alicates, tenalles, pinces i tornavisos, utilitzen palanques per facilitar l'aplicació de força i realitzar treballs més precisos. D'aquesta manera, les eines permeten una millor subjecció i control, i redueixen la quantitat de força requerida per realitzar una tasca determinada.
-
Màquines industrials: A la indústria, les palanques s'utilitzen en diverses màquines per realitzar treballs pesants. Per exemple, grues, carretons elevadors i polipasts utilitzen aquest tipus de màquina simple per aixecar i moure càrregues pesades de manera més eficient i segura.
-
Equilibri i estabilitat: Les palanques com a màquines simples també s'utilitzen per mantenir l'equilibri i l'estabilitat en diverses aplicacions. Per exemple, en un balancí de parc infantil.
-
Biomecànica del cos humà: Els ossos i les articulacions actuen com a palanques en el sistema musculoesquelètic, cosa que permet el moviment dels músculs i la realització d'activitats físiques.
Exemples de palanques
A continuació mostrem alguns exemples que podem trobar al dia a dia:
-
Pinces: Les pinces, com les pinces per a celles o les pinces per als cabells, són exemples de palanques de primer gènere. El fulcre està al punt de suport entre els extrems de la pinça, la força s'aplica en un extrem i la resistència (com un pèl o una cella) es troba a l'altre extrem.
-
Tisores: Les tisores són un altre exemple de palanca de primer gènere. El fulcre es troba al cargol o al pivot que connecta les dues fulles. La força s'aplica als mànecs i la resistència es troba a les fulles de tall.
-
Balança de braç: La balança de braç utilitzada per mesurar el pes és un exemple clàssic de primer gènere. El fulcre és al centre de la balança, la força s'aplica en un extrem i la resistència (l'objecte malgrat) es troba a l'altre extrem.
-
Carretó elevador: Un carretó elevador utilitza una palanca de segon gènere. El fulcre és a la roda del darrere, la resistència es troba a la càrrega que s'aixeca a la plataforma i la força s'aplica als mànecs del carretó.
-
Obrelates: Un obrellaunes manual és un exemple de segon gènere. El fulcre és al punt on l'obrellaunes se subjecta a la vora d'una llauna, la resistència és a la tapa de la llauna i la força s'aplica al mànec de l'obrellaunes.
-
Avantbraç humà: L'avantbraç humà actua com una palanca de tercer gènere. El fulcre és al colze, la força s'aplica a través dels músculs i la resistència és a la mà o als dits quan agafes un objecte.