Quinta Montaña

4

POLEAS Y POLIPASTOS

Por Tomás López

Simples pero eficaces.
Sabemos que, ya en el siglo III a. C., el sabio griego Arquímedes conocía esta máquina simple. Las poleas pueden considerarse un tipo especial de palancas. Si se combinan para formar polipastos, necesitaremos hacer menos fuerza para levantar un mismo peso.

POLEAS Y POLIPASTOS

Página 1

POLEAS Y POLIPASTOS

POLEAS YPOLIPASTOS
SIMPLES PERO EFICACES
1. LA POLEA SIMPLE Una polea simple es una rueda en cuyo borde (llanta) se ha creado un surco (llamado garganta o canal) por donde puede deslizar una cuerda o un cable. La garganta suele tener forma semicircular en las poleas que se utilizan con cuerdas mientras que, cuando se utilizan correas (tiras de caucho elásticas), su forma suele ser trapezoidal, plana oestriada como muestra la siguiente figura:

La polea simple sirve para tres cosas: 1. Reducir el rozamiento de una cuerda en los cambios de dirección. Por ejemplo: las poleas que se utilizan en los tendederos de ropa.

2. Cambiar la dirección en la que se aplica una fuerza. Entonces recibe el nombre de polea de cable. Ésta es especialmente útil para elevar cargas.

Observa como el señor dela figura izquierda intenta levantar una caja. La postura es incómoda y puede provocar una lesión. En cambio, el señor que eleva el barril utilizando una polea, adopta una postura mucho más cómoda. Además, la gravedad le ayuda a tirar hacia abajo y, por tanto, elevar la carga.
Página 2

POLEAS Y POLIPASTOS

Ambos tienen que realizar una fuerza igual al peso del objeto que quieren elevar, perola utilización de la polea resulta mucho más cómoda y segura. El señor que utiliza una polea podría colgarse de la cuelga y quizá, simplemente con su peso, podría conseguir su objetivo. Si alguna vez tienes que levantar una carga y no tienes la suerte de contar con una polea, recuerda flexionar las piernas. De esa forma, tu espalda sufrirá mucho menos. Observa las figuras adjuntas, si elevas unacarga de 15 kg sin flexionar las piernas, la zona A de tu columna vertebral sufrirá una sobrecarga de 350 kg. Sin embargo, si flexionas las piernas, las sobrecarga será de solo 100 kg. Naturalmente, hay que hacer algunas modificaciones en la polea simple con el fin de fijarla a un elemento estructural horizontal. Tendremos que poner un gancho o un tornillo tirafondos en la estructura metálica quehace de soporte de la polea:

3. La polea simple también puede servir para transmitir un movimiento giratorio de un eje a otro. Observa, por ejemplo, la taladradora de pie de la siguiente figura. El eje del motor eléctrico (eje motriz) lleva acopladas una serie de poleas, al igual que el eje del portabrocas (eje conducido) Ambos ejes pueden conectarse con una correa eligiendo la pareja de poleasadecuada. Para materiales duros, elegiremos velocidades de taladrado bajas. En cambio, con materiales blandos podemos ir más deprisa.

En la figura de la izquierda, la polea, gracias a la correa que recorre su llanta, transmite movimiento circular desde el eje del motor hacia el eje de la propia polea.

Página 3

POLEAS Y POLIPASTOS

2. HACIENDO CÁLCULOS… CON LA POLEA FIJA En realidad,la polea fija puede analizarse matemáticamente del mismo modo que el balancín. Observa la siguiente figura, en la que un señor trata de elevar un cubo utilizando una polea de radio r. El señor hace una fuerza FM (fuerza motriz) y el cubo se resiste con su peso FR (fuerza resistente)

La polea es circular y, por tanto, el balancín equivalente será simétrico. Es decir, sus brazos resistente (bR) ymotriz (bM) serán iguales (e iguales al radio de la polea): bR = bM Si el señor logra mantener quieto el cubo a cierta altura, podremos estudiar la situación igualando los momentos de las fuerzas que actúan sobre la polea, a la izquierda y a la derecha de su centro de giro. Tenemos: ������������������������ = ������������������ ℎ������ ������������ · ������������ = ������������ · ������������...