Los seres humanos no son excepcionalmente fuertes para los estándares animales. Usar nuestras cabezas tanto como nuestras manos ha sido clave para realizar el dominio global como especie. Las máquinas simples, elementos tan simples de hacer y tan importantes para nuestra supervivencia, fueron la tecnología más impresionante de los antiguos y siguen siendo importantes hoy para muchas tareas. Sin embargo, en simplicidad y efectividad, ninguno es tan engañoso como la polea.
La polea explicada
Una polea es una pieza de equipo bastante simple. Pueden estar hechos de madera o metal, y no requieren un mecanismo avanzado para hacerlos (dentro de los límites tolerables). Junto con la cuerda y usados en tándem, se convierten en el “bloque y el tackle”, una tecnología fundamental que una vez inventó y adoptó.
funciona de una manera engañosa. Usaré el ejemplo de levantar un bloque de oro para fines ilustrativos. Imagine que tenía un bloque de oro, con más de 700 libras. Es poco probable que usted o cualquier persona que conozca pueda levantarlo solo, e incluso como equipo, es una carga difícil de levantar. Si necesitara llevar ese oro en un camión para su entrega, es posible que no tenga suerte.
Afortunadamente, tiene dos poleas y un haz superior que podría (teóricamente) manejar las 700 libras completas. Para comenzar, atarías una polea al oro y otra a la viga. Estas poleas van a magnificar nuestra fuerza (a expensas de nuestra velocidad/distancia). Ahora atarías un extremo de la cuerda a la viga. Finalmente, recorrería el extremo libre a través de la polea del oro, retrocederá a través de la polea del rayo y lo volvería a colocarlo.
Observe que necesitaba tres veces más cuerda que la distancia de usted a la viga. Esto es crítico. Se puede pensar que es “extender el trabajo” de levantar el oro sobre la cuerda, y cuanto más involucrada en su red de poleas, más se extienda. Con suficientes bucles de polea, de ida y vuelta a la viga y una polea en el oro, incluso una rueda de hámster podría alimentar el levantamiento del oro. Por otro lado, tomaría mucho tiempo porque necesitaría tambalearse en una longitud excesiva de cuerda.
En el escenario descrito anteriormente, con solo 2 poleas, la cantidad de fuerza que necesitaría Ejercar en la cuerda para levantar el bloque de oro de 700 libras sería un 350 libras más manejable. Agregue otro par de poleas y se reduciría a 175 lbs.
La historia de la polea
las poleas datan de al menos arquimedes. De todos los antiguos, ninguno entendía maquinaria y ventaja mecánica como Arquímedes, y Plutarco registró que Archimedes una vez movió un buque de guerra cargado usando solo su propia fuerza. Si bien esto es probablemente una exageración, ya que ciertamente no podría mover un buque de guerra lejos sin una cantidad excesiva de cuerda (piense en el hámster de arriba), lo más probable es que trabajara con poleas en muchas de sus hazañas documentadas. <// P>
La polea está en el corazón del concepto de una grúa, desde las antiguas grúas de madera hasta las modernas. Las grúas pueden actuar como la viga en el ejemplo anterior, y a menudo su movimiento también depende de las poleas.
física de una polea
La magia de las poleas se explica completamente por las leyes mecánicas de la física. El trabajo que realiza para levantar un objeto es “arreglado” por el peso (técnicamente la masa) del objeto y qué tan lejos desea levantarlo. El sistema de cuerda y polea extiende el ejercicio a una distancia más larga, lo que permite que su cuerpo, capaz de una pequeña cantidad de trabajo máximo, trabaje para levantarlo un poco a la vez. Con cada bucle de cuerda entre poleas, aumenta la cantidad de cuerda que deberá detener para levantar la carga. Cuanto más cuerda tome, menos fuerza necesitará poder tirar del peso, y la viola, dada suficiente cuerda y poleas, incluso una pequeña rueda de hámster podría tirar de la tierra titánica.
> Fuentes:
Wehner, David: Archimedes Biography
Crystalinks.com: Archimedes
Dynamicscience.com: poleas
