Ejemplos de polea
Una polea es una máquina simple formada por una rueda que gira alrededor de su eje. Se construye enrollando una cuerda o un cable alrededor de la ranura de la rueda. Por tanto, las tres partes principales de una polea son la rueda, el eje y la cuerda. Una polea se utiliza para levantar objetos pesados aplicando fuerza en un extremo de la cuerda.
Una polea funciona cambiando la dirección de la fuerza aplicada que se manifiesta en el objeto. La rueda gira alrededor de su eje cuando se tira de la cuerda desde un extremo y el objeto se eleva por encima del suelo. El otro extremo está fijo o sujeto al objeto. La ranura de la rueda ayuda a mantener la cuerda en su sitio. La combinación de dos o más poleas aumenta el número de bucles y reduce el esfuerzo necesario para levantar el objeto. Sin embargo, el trabajo realizado seguirá dependiendo de la masa y de la altura elevada.
La ventaja mecánica de una polea es una medida de la eficacia de la polea. Calcula cuánto se multiplica la fuerza aplicada para elevar eficazmente un objeto. La fórmula de la ventaja mecánica ideal (IMA) viene dada por la relación entre la carga y el esfuerzo. Es proporcional al número de vueltas de la cuerda. Una ventaja mecánica mayor requiere poca fuerza, pero la distancia recorrida por la cuerda es mayor.
Cómo funciona una polea
Las poleas son mecanismos compuestos por rueda y cuerda que se utilizan para elevar objetos pesados a grandes alturas. Cambian la dirección de una fuerza aplicada e incluso pueden reducir la fuerza necesaria para levantar un peso. Los sistemas de poleas son habituales en la construcción.
Para levantar el peso W de 1 libra hay que aplicar una fuerza F sobre la cuerda. Como en el caso simple del bloque y el aparejo, la cuerda está sometida a una tensión T igual a la fuerza F aplicada, pero en este caso el peso está soportado por el doble de tensión: 2T=W. La fuerza F que hay que aplicar entonces es sólo la mitad del peso W.
La ventaja mecánica M es igual al número de cuerdas presentes en el extremo del peso. La fuerza necesaria para elevar el peso es W/M. Para elevar el peso una distancia H tendrás que tirar de una longitud de cuerda correspondientemente mayor L = H x M.
5 tipos de poleas
Los alumnos continúan explorando la historia de la construcción de una pirámide, aprendiendo sobre la máquina simple llamada polea. Aprenden cómo puede utilizarse una polea para cambiar la dirección de las fuerzas aplicadas y mover/elevar objetos extremadamente pesados, así como las poderosas ventajas mecánicas de utilizar un sistema de poleas múltiples. Los alumnos realizan una demostración sencilla para comprobar las ventajas mecánicas del uso de una polea e identifican las aplicaciones modernas de las poleas en ingeniería. En una actividad práctica, ven cómo una polea puede cambiar la dirección de una fuerza, la diferencia entre poleas fijas y móviles, y la ventaja mecánica obtenida con poleas múltiples / combinadas. También aprenden las muchas formas en que los ingenieros utilizan las poleas para fines cotidianos.
Los ingenieros son expertos en explotar las ventajas de las máquinas simples en todo tipo de aplicaciones del mundo real que benefician a la sociedad. Incorporan las ventajas mecánicas de las poleas en el diseño de muchas estructuras, máquinas, productos y herramientas de hoy en día, como grúas, ascensores, astas de bandera, tirolinas, motores, anillas/cadenas de bicicleta, tendederos, cubos/cuerdas para pozos de agua, dispositivos de escalada, persianas y veleros/barcos de pesca. Utilizando poleas múltiples junto con motores y componentes electrónicos, los ingenieros crean complejos dispositivos modernos que realizan mucho trabajo con muy poca energía.
3 usos de la polea
Una polea es una rueda situada sobre un eje o una flecha y destinada a soportar el movimiento y el cambio de dirección de un cable o una correa tensados, o la transferencia de potencia entre el eje y el cable o la correa. En el caso de una polea soportada por un bastidor o armazón que no transfiere potencia a un eje, sino que se utiliza para guiar el cable o ejercer una fuerza, el armazón de soporte se denomina bloque, y la polea puede llamarse roldana.
Los primeros indicios de la existencia de poleas se remontan al Antiguo Egipto de la XII Dinastía (1991-1802 a.C.)[1] y a Mesopotamia a principios del II milenio a.C.[2] En el Egipto romano, Hero de Alejandría (c. 10-70 d.C.) identificó la polea como una de las seis máquinas simples utilizadas para levantar pesos[3]. Las poleas se ensamblan para formar un bloque y un aparejo con el fin de proporcionar una ventaja mecánica para aplicar grandes fuerzas. Las poleas también se ensamblan como parte de correas y cadenas para transmitir potencia de un eje giratorio a otro[4][5] En Vidas paralelas, Plutarco relata una escena en la que Arquímedes demostró la eficacia de las poleas compuestas y del sistema de polea y polea utilizando una de ellas para tirar de un barco completamente cargado hacia él como si se deslizara por el agua[6].
