Mecanismos: palancas y transmisión del movimiento

Un mecanismo es un conjunto de elementos que transmite o transforma fuerzas y movimientos desde un elemento motriz (el que inicia el movimiento, como un motor o tu pie en el pedal) hasta un elemento receptor (el que realiza el trabajo).

La palanca es una barra rígida que gira sobre un punto de apoyo o fulcro. Cumple la ley de la palanca: F · d = R · r, donde F es la fuerza aplicada, d su distancia al fulcro, R la resistencia y r su distancia al fulcro. Hay tres tipos: de primer grado (fulcro en medio: balancín, tijeras), de segundo grado (resistencia en medio: carretilla, cascanueces) y de tercer grado (fuerza en medio: pinzas de depilar, caña de pescar).

Las poleas son ruedas con una ranura por la que pasa una cuerda o correa. La polea fija solo cambia la dirección de la fuerza; la polea móvil reduce a la mitad la fuerza necesaria. Dos poleas unidas por una correa transmiten giro entre ejes separados y cumplen n₁ · d₁ = n₂ · d₂ (n = velocidad en vueltas por minuto, rpm; d = diámetro).

Los engranajes son ruedas dentadas que encajan entre sí, sin deslizamiento. Cumplen n₁ · Z₁ = n₂ · Z₂ (Z = número de dientes). La relación de transmisión es i = n₂ : n₁. Si la rueda conducida es mayor que la motriz, gira más despacio pero con más fuerza (sistema reductor); si es menor, gira más deprisa (multiplicador). Dos engranajes en contacto giran en sentidos opuestos.

Otros mecanismos transforman el movimiento: el piñón-cremallera convierte un giro en desplazamiento rectilíneo; el tornillo-tuerca, un giro en avance lento y preciso; la biela-manivela, un giro en movimiento de vaivén (y al revés, como en el motor de un coche); y la leva, un giro en un movimiento de subida y bajada.