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Profesores Javier Maldonado y
Leonardo Monti
SISTEMA
DE
PALANCAS

Las Palancas
Una palanca representa una barra rígida que se apoya y rota
alrededor de un eje. Las palancas sirven para mover objetos o vencer
resistencias .
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Leonardo Monti

 Las palancas están constituidas de:
 El punto de apoyo (E): Es el punto de apoyo donde pivotea
la palanca o eje de rotación.
 Aplicación de la fuerza (F). Representa el punto donde se
aplica la fuerza a la palanca. En el cuerpo humano, la acción
de los músculos producen la Fuerza.
 Punto de aplicación de la resistencia (R): Es el peso que se
va a mover. Puede ser el centro de gravedad del segmento
que se mueve o un peso externo que se le añade a la
palanca o una combinación de ambos.
 Brazo de resistencia (BR): Es aquella porción de la palanca
que se encuentra entre el punto de pivote y el peso o
resistencia.
 Brazo de fuerza (BF): Representa la distancia comprendida
entre el punto de aplicación de la fuerza y el eje de
rotación.
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Leonardo Monti

La ley de las palancas.
Sea cualquier tipo de palanca, se dice que para que una palanca esté
en equilibrio, el brazo de resistencia multiplicado por la resistencia
tiene que ser igual al brazo de fuerza multiplicado por la
fuerza. Matemáticamente esto se puede expresar en la siguiente
ecuación:
F x BF = R x BR
donde:
F = Fuerza
BF = Brazo de Fuerza
R = Resistencia
BR = Brazo de
Resistencia
Cuando el brazo de fuerza (BF) es mayor que el brazo de resistencia
(BR), la ventaja mecánica será mayor de uno; en este caso, la
palanca será eficiente 4
Leonardo Monti

El esqueleto del organismo humano es un sistema compuesto de palancas;
puesto que una palanca puede tener cualquier forma. Cada hueso largo en el
cuerpo puede ser visualizado como una barra rígida que transmite y modifica la
fuerza y el movimiento.
Debido a que el organismo humano es un objeto constituido de un
sistema de palancas más pequeñas, el cuerpo posee el potencial de
producir movimientos como una unidad entera o en sus partes en tres
posibles patrones o vías. Estos tipos de patrones de movimientos
generales son; rectilíneo, angular y complejos.
Todos los movimientos humanos se ejecutan a nivel de las
articulaciones y la mayoría de los movimientos en una articulación
ocurre alrededor de un eje articular.
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TIPOS DE PALANCAS
Existen tres tipos de palancas, clasificables según las posiciones
relativas de la fuerza y la resistencia con respecto al pivote. En el
cuerpo humano, el punto de apoyo está ubicado en la articulación que
produce el movimiento; la fuerza es generada por los músculos y la
resistencia representa la carga a vencer o a equilibrar.
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Palancas de primera clase. El eje o punto de apoyo se
encuentra entre la fuerza y la resistencia. En esta clase, se aplican dos
fuerzas en uno de los dos extremo del eje. Esto implica que ambos brazos
de palanca se mueven en direcciones opuestas. En términos generales, no
se favorece a ningún brazo. Por lo general, en estas palancas se sacrifica
la fuerza para dar paso a la velocidad. En el cuerpo humano existen muy
pocas palancas de primer género. El tríceps actuando sobre el antebrazo
es un ejemplo que posee el cuerpo humano. Otros ejemplos de este tipo de
palanca son el sube y baja, las tijeras, el movimiento hacia atrás y hacia
adelante de la cabeza, entre otros.
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Palancas de segunda clase. La resistencia se encuentra
entre el apoyo y la fuerza. En esta clase, se sacrifica la velocidad para
poder alcanzar una mayor fuerza. En el organismo humano casi no hay
palancas de este tipo. No obstante, un ejemplo corporal puede ser la
apertura de la boca contra una resistencia. Pararse de puntas en los pies,
la carretilla y el rompenueces que son un ejemplo fuera del cuerpo.
Punto
de
apoyo
P R
Sin
carga
Con
carga
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Palancas de tercera clase. Son aquellas que se crean
cuando la fuerza está entre el apoyo en un extremo y la resistencia por
el otro. En este tipo de palanca favorece la velocidad o la amplitud
de movimiento. La mayoría de los músculos que rotan sus segmentos
distales son considerados como una palanca de tercer género. El
bíceps braquial actuando sobre el antebrazo es un ejemplo común que
se encuentra dentro del sistema musculo-esquelético y tendinoso del
cuerpo humano.
R
P
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Lo que puede favorecer la palanca.
Una palanca puede favorecer la fuerza o la velocidad de la amplitud del
movimiento. Esto dependerá de la longitud que posee el brazo de fuerza
con respecto al brazo de resistencia. Por lo tanto, este concepto se
considera como una proporción, ya que si ambos brazos fueran iguales,
entonces no se favorece la fuerza ni la resistencia. Cuando una palanca rota
alrededor de su eje de pivote, todos los puntos de ésta recorren el arco de
una circunferencia, donde la distancia recorrida por cada punto es
proporcional a su distancia del eje. Los puntos más alejados del eje se
mueven más rápidos en comparación con los puntos más cerca del apoyo.
Por lo tanto, la velocidad aumenta al incrementar la distancia al punto de
pivote.
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Cantidad del Movimiento
La cantidad o magnitud de un movimiento rotatorio puede ser
expresado en grados o radianes. Un segmento se mueve a través de
360° o 6.28 radianes cuando se describe un círculo completo. Un
radian representa la proporción de un arco al radio de su círculo. Un
radián es igual a 57.3°. Un grado es igual a 0.01745 radianes. Para
poder medir el arco de movimiento de una articulación (palanca) en
grados se requiere el uso de un goniómetro.
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FISICA O BIOLOGÍA
Es interesante estudiar los ejemplos comparando el punto de análisis de la física
con el de la biología.
Si tenemos los mismos datos (F,R,Bf y Br) desde la física el 3º género de palanca
es el más ineficiente, entonces:
¿Porqué en el cuerpo humano las mayoría de las palancas son de éste tipo?
Desde la Física se estudia la relación Fuerza-Brazo de fuerza y Resistencia-Brazo
de resistencia.
“En Biología se agrega la energía y principalmente el tiempo en que ésta se pone
en juego.
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Leonardo Monti

P
R
A
Si vemos la diapositiva 8
encontramos ejemplos de
palancas de 2º género. En la
misma se cita como ejemplo el
levantarse en punta de pies.
Desde la física, es una palanca muy eficiente por la relación Potencia (triceps-flexores-peroneos)
Brazo de potencia (distancia entre la inserción de los músculos al punto de apoyo (articulación
falanges-metatarsianos) y Resistencia (peso de toda la masa corporal) Brazo de resistencia
(articulación: tibia, astrálago, calcáneo,escafoides)
Desde la Biología, ¿cuántas veces o por cuánto tiempo, puede Ud estar en punta de pié?
Salvo quien tenga una gran práctica en danza clásica, nos resulta difícil y cansador este tipo de
actividad física
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Leonardo Monti

¿Y LOS ANIMALES?
En su mayoría, los sistemas óseos de los animales, están compuestos por un sistema de
palancas mixtos combinadas
Desde La Física, los animales al poseer (en muchos casos) menor peso la Resistencia es
menor, además poseen en sus miembros inferiores una articulación más que le permite, en
estado de reposo o al acecho una acumulación de energía (como un resorte) que al
comenzar el movimiento le aportan un gran despliegue
Pero desde el punto de vista de La Biología: ¿Por
cuánto tiempo puede mantener esas prestaciones?
Es relativamente corto debido al gasto de energía que
ello implica.
Como ejemplo se puede citar al “Guepardo o
Chita” Es el animal terrestre más veloz, alcanzando
una velocidad punta entre 95 y 115 km/h en carreras
cortas de un máximo de 400 a 500 metros
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