Máquinas Simples - Poleas

Las poleas son ruedas que tienen un surco en la superficie de su circunferencia. Se mueven con cuerdas, cadenas o correas colocadas alrededor de sus surcos. Se utilizan para levantar objetos pesados. Existen dos tipos de poleas: fijas y móviles.

En la figura, la polea de arriba está fija al techo, por eso es una polea fija. La polea de abajo está "colgando", así que al jalar (y soltar) la cuerda puede moverse hacia arriba y hacia abajo. Esta es una polea móvil.

Las poleas fijas permiten cambiar la dirección en la que se aplica la fuerza para levantar el objeto pesado, pero no contribuyen a disminuir el esfuerzo necesario.

Las poleas móviles sí reducen el esfuerzo necesario para levantar el peso. Solo que a cambio de disminuir el esfuerzo, se incrementa la distancia que se tiene que jalar la cuerda.

El motivo por el cual se disminuye el esfuerzo necesario es el siguiente: imagina que hay dos personas levantando una roca:

Cada una de ellas solo tiene que soportar la mitad de lo que pesa la roca. Lo mismo ocurre si una de esas personas se remplaza por una estructura fija (por ejemplo un árbol). Obviamente el árbol no se moverá (la que se mueve es la polea móvil) pero aún así el árbol está aportando la mitad de la fuerza que se necesita para levantar la roca.

Sin embargo, no será fácil levantar el peso jalando la cuerda hacia arriba. Pero combinando ambas poleas se logran ambos beneficios: levantar el peso con la mitad del esfuerzo jalando la cuerda hacia abajo:

           

Ventaja Mecánica

La ventaja mecánica de un sistema de poleas se puede calcular contando el número de trozos de cuerda que se encuentran unidas a la carga (eslingas), o bien, a las poleas móviles que soportan la carga directamente.

Ejemplos

Imagina que necesitas levantar un objeto pesado, como una roca o un animal. Si tus brazos no tienen la fuerza necesaria, no podrás levantarlo. Para lograrlo podrías utilizar un sistema de poleas, como los siguientes: 

Aquí, solo se tiene una polea fija. Como las poleas fijas no ayudan a disminuir el esfuerzo, lo único que cambia es la dirección: en vez de jalar la cuerda hacia arriba se tiene que jalar hacia abajo. Así que no será necesario que subas al árbol para jalar la cuerda hacia arriba.

Aquí, se tiene una polea fija que cambia la dirección del movimiento (se tiene que jalar la cuerda hacia abajo), y además se tiene una polea móvil, con lo cual el animal se puede levantar como si pesara la mitad. Si el animal tiene un peso digamos de 100kg, con este sistema de poleas se puede levantar como si solo pesara 50kg. Sin embargo, la cuerda se tiene que jalar una distancia que es el doble de lo que se levanta el animal.

Aquí se tienen 2 poleas móviles, con lo cual se tienen en total 4 trozos de cuerda que llegan directamente al animal (la carga). Por lo tanto, será 4 veces más fácil levantarlo. Si el animal pesa digamos 100kg, con este sistema de poleas se puede levantar como si solo pesara 25kg. Sin embargo, la cuerda se tiene que jalar una distancia 4 veces mayor.

Enlaces

Aquí puedes ver el video completo: Poleas

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