¿Qué es la Calculadora de palanca?
El punto de apoyo (o fulcro) es el punto fijo sobre el que gira una palanca. La Calculadora de palanca aplica la ley de la palanca, según la cual una palanca está en equilibrio cuando el efecto de giro (momento) de un lado iguala al momento del otro. Cada momento no es más que una fuerza multiplicada por su distancia al punto de apoyo, lo que da la clásica ecuación \(\text{F1} \times \text{d1} = \text{F2} \times \text{d2}\). Se trata de física universal y resulta válida en cualquier situación: balancines, palancas de uñas, carretillas, balanzas y diseño de máquinas.
Cómo usarla
Elige qué valor quieres calcular (F1, d1, F2 o d2). Introduce los tres valores conocidos y deja en blanco la incógnita. La calculadora reordena la ecuación de la palanca y te devuelve la cantidad que falta, junto con el conjunto completo y equilibrado de fuerzas y distancias y el momento resultante.
La fórmula explicada
La condición de equilibrio es \(\text{F1} \times \text{d1} = \text{F2} \times \text{d2}\). Al despejar obtenemos las cuatro soluciones posibles:
$$\text{F2} = \frac{\text{F1} \times \text{d1}}{\text{d2}}, \quad \text{d2} = \frac{\text{F1} \times \text{d1}}{\text{F2}}, \quad \text{F1} = \frac{\text{F2} \times \text{d2}}{\text{d1}}, \quad \text{d1} = \frac{\text{F2} \times \text{d2}}{\text{F1}}$$En la práctica, cada incógnita se obtiene aislándola en la ecuación. Las fuerzas pueden expresarse en cualquier unidad coherente (N, kgf, lb) y las distancias en cualquier unidad de longitud coherente, ya que las unidades se cancelan en ambos lados.
Ejemplo resuelto
Imagina que un niño que ejerce una fuerza de 10 (unidades) se sienta a 2 m del punto de apoyo (\(\text{F1} = 10\), \(\text{d1} = 2\)). Un segundo niño se sienta a 4 m. ¿Qué fuerza equilibra el balancín? $$\text{F2} = \frac{10 \times 2}{4} = \frac{20}{4} = \mathbf{5}$$ Una fuerza menor consigue el equilibrio porque se sitúa más lejos del punto de apoyo.
Preguntas frecuentes
¿Qué unidades debo usar? Sirve cualquier unidad, siempre que las dos fuerzas usen la misma unidad y las dos distancias usen la misma unidad; al final se cancelan.
¿Desde dónde mido la distancia? Siempre se mide la distancia perpendicular desde el punto de apoyo (fulcro) hasta el punto donde actúa cada fuerza.
¿Qué significa el valor del momento? El momento es \(\text{fuerza} \times \text{distancia}\), es decir, el efecto de giro. En una palanca equilibrada ambos lados comparten el mismo valor del momento, que se muestra en los resultados.
