Ventaja mecánica

Figura 1: Tipos de máquinas simples y sus correspondientes ventajas mecánicas. Las ventajas mecánicas permiten al ser humano realizar tareas mucho más fáciles en cuanto a la fuerza que debe aplicar, pero siempre deben obedecer a la conservación de la energía.

La ventaja mecánica es una medida de la relación entre la fuerza de salida y la fuerza de entrada en un sistema, utilizada para analizar las fuerzas en máquinas simples como palancas y poleas. A pesar de cambiar las fuerzas que se aplican, la conservación de la energía sigue siendo cierta y la energía de salida sigue siendo igual a la energía de entrada. Típicamente la ventaja mecánica se expresa en términos ideales, donde no hay pérdidas de energía entre los tiempos de entrada y salida, también conocidos como sistemas 100% eficientes.

Por conservación de la energía:

El lado izquierdo es la energía de entrada (o trabajo puesto en una máquina), y el lado derecho es la energía de salida (o trabajo que sale de una máquina, para un intercambio de energía sin pérdidas). Reordenando la ecuación se obtiene la ventaja mecánica ideal para un sistema, expresada como:

Esto puede aplicarse a muchas situaciones físicas con cuerpos rígidos, y puede usarse para analizar la ventaja de fuerza obtenida al usar varias herramientas. Las máquinas simples utilizan la ventaja mecánica como una propiedad clave para su funcionalidad, ayudando a los humanos a realizar tareas que requerirían más fuerza de la que una persona podría producir. Incluso los animales de trabajo (como los caballos o los bueyes) y los motores se benefician del uso de la ventaja mecánica de las máquinas simples.

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