Polea. Se conoce como polea a una máquina simple diseñada para transmitir fuerza y operar como un mecanismo de tracción, reduciendo la cantidad de fuerza necesaria para mover o suspender en el aire un peso. Consiste en una rueda que gira sobre un eje central y provista de un canal en su periferia por donde pasa una cuerda.
La polea puede definirse además como el punto de apoyo de una cuerda que se mueve en torno a él sin darle una vuelta completa; tal es la definición del científico francés Hatón de la Goupillière. Así, en uno de los extremos de dicha cuerda actúa una resistencia o peso, mientras en la otra una potencia o fuerza.
El uso de poleas es muy frecuente en los ámbitos de la construcción, la carga o descarga de vehículos y muchos otros, en los que se requiere de un sistema para movilizar grandes pesos con una fuerza considerablemente menor.
Por ejemplo, el mecanismo diseñado para extraer agua de un pozo profundo, tan común en películas y el imaginario medieval, consiste en un cubo atado a una cuerda que pasa a través de una polea. Así, al tirar del extremo libre, se puede hacer subir el cubo lleno de agua (y considerablemente pesado) hasta el borde del pozo.
La polea es una rueda que gira alrededor de un eje, presenta una acanaladura (un canal) en su periferia por donde discurre una cuerda en cuyos extremos se sitúan una fuerza y una resistencia. Se trata de un caso particular de palanca. Existen tres tipos de poleas:
1.- Polea simple en ella el esfuerzo que se realiza es igual al peso que se levanta aunque se facilita el esfuerzo por la dirección en el que se realiza (hacia abajo es mas fácil hacer fuerza que hacia arriba)F=R
Ejemplos de estas poleas son: Aparatos de musculación, garruchas de pozos etc
2.- Polea móvil: esta formada por dos poleas, una fija y otra móvil. En este caso el esfuerzo es la mitad puesto que el recorrido de la carga es la mitad que el de la fuerza. F=R/2
Ejemplos de poleas son: Sistemas de elevación de cargas
3.- Polipastos: Es un conjunto de poleas en las que se consigue reducir mucho el esfuerzo, aunque la carga se desplaza muy lentamente según su disposición encontramos dos tipos diferentes:
- a) Hay una fija y las demás móviles
F=R/2N
- b) Hay la mitad de poleas fijas y la mitad móviles
F=R/2*N
En ambos casos la N es el número de poleas móviles.
Ejemplos de este tipo lo encontramos en ascensores montacargas, grúas.
Plano inclinado
Muy utilizado desde la antigüedad para levantar pesos por rodamiento o deslizamiento, y llevarlos a una determinada altura (h) así se cumple:
R*h=F*d
R=peso a levantar
F= fuerza a realizar
d= distancia recorrida por el plano inclinado
Historia de la polea
No se sabe demasiado respecto a la invención de la polea. La única nota al respecto que hay en la literatura histórica acusa como su inventor a Arquímedes, aunque bien podría haber sido apenas un estudioso y entusiasta de su uso.
Plutarco cuenta en su libro Vidas paralelas (100 a. C.) que el griego Arquímedes afirmó al Rey de Siracusa, Hierón, a quien unía un lazo de amistad, que dada una fuerza y un punto de apoyo, podría moverse cualquier peso, incluso el de una Tierra entera. Su amigo demandó una demostración práctica: llenó de cargamento y pasajeros un barco de la armada real y le pidió al filósofo que lo moviera a un dique seco.
Luego de diseñar el sistema de poleas adecuado, Arquímedes se sentó a cierta distancia y tiró casi sin esfuerzo de una cuerda, haciendo que el barco se elevara y se moviera tan establemente, que parecía aún permanecer en el agua.
Tipos de polea
Según el número de poleas, pueden ser simples o combinadas.
Existen dos formas de clasificación de las poleas:
- Según su desplazamiento. Puede hablarse de poleas fijas cuando se hallan suspendidas de un punto fijo; o móviles cuando se trata de un conjunto de dos poleas: una fija y otra móvil.
- Según su número. Dependiendo de si se trata de una polea actuando sola o de un conjunto interconectado de ellas, podremos hablar de poleas simples o de poleas combinadas o compuestas, respectivamente.
Partes de una polea
Toda polea se compone de cuatro partes fundamentales:
- Eje. La porción fija en torno a la cual se inserta o se suspende la polea y que permite su giro libre. Se trata de la parte inmóvil y central.
- Llanta. La zona externa de la polea, donde se halla la garganta por donde pasa la cuerda.
- Cuerpo. La parte media de la polea, entre el cubo y la llanta, diseñada para girar ante la acción de la fuerza, provista de brazos o nervios para facilitar su movimiento.
- Cubo. La parte interna de la polea (el agujero cilíndrico al que se acopla el eje).
