Pasar tiempo con nuestros hijos es algo muy importante, especialmente a edades tempranas. Es importante educarlos correctamente y también convertirnos en compañeros de juegos con los que puedan divertirse. Y existe un modo de compaginar ambos aspectos al mismo tiempo: educación y juego. ¿Cómo? En las próximas líneas te lo explicamos.
La palanca en física: definición y aplicaciones básicas.
¿Que es una palanca? La palanca puede ser englobada dentro de lo que tradicionalmente se ha venido llamando maquinaria simple: maquinaria destinada a alterar la dirección o magnitud de una fuerza que se aplica. Se compone, tan solo, de una barra rígida y de un punto de apoyo o fulcro. La fuerza que ejerzamos sobre un punto determinado de la barra recaerá sobre una carga o resistencia. Gracias a la maquinaria, dicha fuerza podrá verse incrementada exponencialmente.
El empleo de este tipo de maquinaria es tan antiguo como nuestra propia especie. Fue utilizada ampliamente durante la prehistoria. Y de ella se sirvieron las primeras civilizaciones para llevar a cabo sus construcciones, en algunos casos muy ambiciosas. Ya en el Siglo III a. C., Arquímedes lanzaría la célebre frase (recogida por Plutarco en Vidas Paralelas): “dadme un punto de apoyo y moveré el mundo”.
Los diferentes tipos de palanca.
Se considera que existen tres tipos, géneros o grados de la maquinaria conocida como palanca. Todos ellos se sirven de los mismos elementos y principio básico de aplicación. Difiriendo, no obstante, la forma de uso y el efecto conseguido. Cambian aspectos como la posición del punto de apoyo o fulcro, de la resistencia o carga, o incluso el punto de la barra donde ejerceremos la fuerza.
La palanca de primer grado.
El fulcro se sitúa entre el punto donde ejercemos la fuerza y el punto donde se halla la resistencia o carga sobre la que vamos a actuar. Permite que la fuerza aplicada sea menor que la resistencia. Las tijeras, la balanza o el balancín utilizan este tipo de palanca. Igualmente, se halla presente en nuestro cuerpo (por ejemplo, en el tríceps braquial).
La palanca de segundo grado.
Ahora, la resistencia se sitúa entre el fulcro y el punto donde ejercemos la fuerza. Dicha fuerza es siempre menor que la resistencia, aunque disminuyen la distancia recorrida y la velocidad.
Los ejemplos más recurrentes de este tipo de palanca son el cascanueces y la carretilla de mano.
La palanca de tercer grado.
Aplicamos la fuerza en un punto que se halla entre el fulcro y la resistencia o carga. Esta fuerza es mayor de lo que será la resultante. Y, por tanto, este tipo de palanca se utiliza cuando deseamos aumentar la velocidad o distancia recorrida por un objeto. Ejemplos de este tipo de palancas son la caña de pescar, el quitagrapas o nuestro bíceps.
Primer experimento (con palanca de primer orden).
Necesitaremos:
- Una regla.
- Una pinza de tender.
- Tres monedas, tuercas o similar (objetos idénticos, de cierto peso y que mantengan la estabilidad).
Desarrollo del experimento:
- En primer lugar, colocamos la regla sobre la pinza, que ha de actuar como fulcro. La pinza ha de quedar justo a mitad de la regla. A continuación, colocamos una moneda a cada extremo y comprobamos cómo la palanca se mantiene en equilibrio. Finalmente, sumamos la tercera moneda en uno de los extremos, el cual caerá rápidamente hasta tocar la superficie.
- En segundo lugar, comenzaremos a desplazar de forma progresiva el fulcro o pinza hacia el extremo donde se encuentran las dos monedas. Comprobaremos cómo, en primer lugar, se obtiene el equilibrio. Y cómo, finalmente, las dos monedas son levantadas por una sola.
- De este modo quedará demostrada la importancia del punto de apoyo a la hora de elevar cargas. Incidiremos en cómo hemos vencido una resistencia con la mitad de peso o fuerza ejercida.
Segundo experimento (modificando pesos y distancias aplicadas al fulcro).
Necesitaremos:
- Listón largo.
- Regla o listón pequeño.
- Plastilina.
- Escuadra.
- Lápiz.
- Monedas o similar (de idéntico tamaño y peso).
Desarrollo del experimento:
- El primer paso es encontrar el punto de equilibrio del listón. Salvo que presente alguna irregularidad, este se hallará en su centro. Hacemos una marca en dicho punto y luego dividimos las distancias hacia los extremos con pequeñas marcas (sirviéndonos de la escuadra).
- El segundo paso consiste en fijar el fulcro. Fijamos el listón de pequeño tamaño (con el extremo más fino mirando hacia arriba) sobre la plastilina.
- El siguiente paso consiste en colocar el punto de equilibrio del listón grande sobre el fulcro. Y la resistencia (las monedas) sobre uno de los extremos.
- A continuación, aplicamos fuerza en el extremo contrario a aquel donde se encuentra la carga o resistencia (las monedas). Será sencillo sentir, en nuestros dedos, la fuerza que necesitamos aplicar para levantar las monedas.
- Ahora, desplazamos las monedas hacia el fulcro. Quizá a mitad de camino. Al ejercer nuevamente fuerza con los dedos en el extremo contrario del listón, notaremos diferencia en la fuerza que necesitamos aplicar para elevar las monedas. Conforme acerquemos las monedas al fulcro, la fuerza que necesitaremos aplicar será cada vez menor.
- Finalmente, podemos jugar con la colocación de las resistencias, sirviéndonos de las divisiones trazadas con anterioridad. Y así encontrar las distintas relaciones entre distancias y pesos.
Estos sencillos experimentos resultarán muy amenos y atraerán la atención de nuestro hijo o hija sobre principios físicos elementales. Debemos invitarlo a saciar su curiosidad y a dar rienda suelta a su creatividad probando con diversas modificaciones y objetos. Es importante comenzar por lo más básico y luego ir sumando aspectos esenciales. Que sea él quien pruebe y organice los experimentos con nuestra ayuda y supervisión.
