A les màquines simples, la funció de les quals és bàsicament multiplicar la força, el rendiment afecta a la força que hem d'aplicar, que és més gran com menys rendiment tingui la màquina, ja que el treball motriu és proporcional a la força aplicada. Així , un rendiment del 50% vol dir que hem d'aplicar el doble de la força que aplicaríem si el rendiment fos del 100%.
La palanca o alçaprem, és una de les màquines simples més antigues i més senzilles que la humanitat ha inventat, però que es continua utilitzant i segurament no desapareixerà.
A l'antiga Grècia, al segle III aC el físic Estrató ja coneixia les lleis que regien el seu funcionament. Però fou Arquímedes, al mateix segle, qui les estudià a fons i les detallà. A ell s'atribueix la famosa frase: "doneu-me un punt de suport i mouré el món". Malgrat tot, sembla ben segur que aquest giny era ja utilitzat des de molt abans dels grecs.
La palanca consisteix en una barra rígida, recta o corba que pot girar al voltant d'un punt de suport o fulcre. Si s'aplica una força ( F ) en un extrem de la barra, n'apareix una altra a l'altre extrem, que anomenem resistència ( R ).
Aquesta última depèn de la força aplicada i de la situació del punt de suport. Si aquest és al mig de la barra, la força serà igual a la resistència. Si no és al mig, sense considerar el pes de la barra, s'ha de complir:
essent d1 i d2 les distàncies (també anomenades braços), del punt de suport a la força aplicada i a la resistència, respectivament. Aquesta relació és el que s'anomena llei de la palanca, és a dir, que la força pel seu braç és igual a la resistència pel seu. Per tant, com més lluny del punt de suport apliquem la força, més gran serà l'avantatge mecànic i per tant més gran serà la resistència a equilibrar, tot i que aquesta es desplaçarà proporcionalment menys que la força.
Exercici de comprensió
Suposem el cas d'una persona que vol moure una caixa que pesa 1200 N amb una palanca de 1,70 m de longitud. Si se situa el punt de suport a 20 cm de la caixa, quina serà la força a partir de la qual es podrà moure la caixa? Quin serà l'avantatge mecànic?
- Dades:
- Desenvolupament:
- L’avantatge mecànic serà:
És a dir, per a cada newton aplicat a un extrem de la palanca podem contrarestar-ne 7,5 de resistència i, al mateix temps, per cada 7,5 cm que es desplaci el punt on apliquem la força, la resistència se'n desplaçarà un, ja que el treball motriu ha de ser igual al resistent
