Fórmula y diagrama del principio de apalancamiento
La fórmula del principio de palanca: potencia × brazo de potencia = resistencia × brazo de resistencia, expresada en álgebra como F1·l1=F2·l2.
En la fórmula, F1 representa poder, l1 representa el brazo de poder, F2 representa la resistencia y l2 representa el brazo de resistencia. De la fórmula anterior se puede ver que para que la palanca alcance el equilibrio, el brazo de potencia es varias veces el brazo de resistencia y la resistencia es varias veces la potencia.
Las palancas se dividen en palancas sin esfuerzo, palancas sin esfuerzo y palancas de brazos iguales. El principio de la palanca también se denomina "condición de equilibrio de la palanca". Para que una palanca esté equilibrada, los dos momentos (el producto de la fuerza y el brazo de momento) que actúan sobre la palanca deben tener la misma magnitud.
Al usar una palanca, para ahorrar esfuerzo, debes usar una palanca con un brazo de potencia que sea más largo que el brazo de resistencia; si quieres ahorrar distancia, debes usar una palanca con un brazo de potencia; brazo que es más corto que el brazo de resistencia. Por tanto, utilizar el apalancamiento puede ahorrar esfuerzo y distancia.
Sin embargo, si quieres ahorrar esfuerzo, debes recorrer más distancia; si quieres recorrer menos distancia, debes dedicar más esfuerzo. Es imposible lograr tanto ahorro de mano de obra como distancia de movimiento.
El punto de apoyo de la palanca no tiene por qué estar en el medio. Un sistema que satisface los tres puntos siguientes es básicamente una palanca: punto de apoyo, punto de aplicación de fuerza y punto de recepción de fuerza. La fórmula para la extensión del brazo de potencia se escribe de la siguiente manera: potencia × brazo de potencia = resistencia × brazo de resistencia, es decir, F1 × l1 = F2 × l2, que es una palanca.
Los apalancamientos también incluyen palancas que ahorran mano de obra y palancas que ahorran mano de obra, las cuales tienen funciones diferentes. Por ejemplo, hay una bomba de aire accionada con el pie, o un exprimidor manual, que es una palanca que ahorra mano de obra (brazo de potencia gt; brazo de resistencia, pero tenemos que presionar una distancia mayor y el extremo que soporta la fuerza); solo tiene un pequeño movimiento.
También existe una laboriosa palanca. Por ejemplo, en una grúa de carretera, el anzuelo para pescar está en la punta de toda la caña, el extremo de la cola es el punto de apoyo y el medio es la prensa hidráulica (torque gt; brazo de momento). Esta es una palanca que requiere mucho esfuerzo, pero. a cambio del trabajo, el punto de aplicación de fuerza media sólo necesita moverse. Para una pequeña distancia, el gancho en la punta se moverá una distancia considerable. Ambos tipos de palancas tienen sus usos, pero es necesario evaluar el lugar donde usarlas para ahorrar esfuerzo o rango de movimiento. También existe algo llamado eje, que también puede considerarse como una aplicación de palanca, pero el rendimiento a veces puede incluir cálculos de rotación.