es un dispositivo mecánico de tracción o elevación, formado por una rueda (también denominada roldana) montada en un eje, con una cuerda que rodea la circunferencia de la rueda.
Las grúas más simples con una sola rueda de poleas fueron inventadas hace unos 3.000 años, y las poleas compuestas con varias ruedas hacia el año 400 a.C. Se dice que Arquímedes inventó la polea compuesta y fue capaz de levantar un barco y llevarlo a la costa.
Imagina que quieres levantar algo muy pesado y no tienes suficiente fuerza en tus músculos para hacerlo...¿cómo lo solucionarías?. "Si queremos mover cualquier peso, atamos una cuerda a este peso y...tiramos de la cuerda hasta que lo levantamos. Para esto se necesita una fuerza igual al peso que deseamos levantar. Sin embargo, si desatamos la cuerda del peso y atamos un extremo en una sólida viga, pasamos el otro extremo por una polea que vaya sujeta al centro del peso, y tiramos de la cuerda, moveremos más fácilmente el peso”. Este relato del siglo III es una de las descripciones más antiguas y más claras de la diferencia entre polea fija y una polea movible. La polea fija son aquellas que no cambian de sitio, solamente giran alrededor de su propio eje. Se usa, por ejemplo, para subir objetos a los edificios o sacar agua de los pozos. Una polea fija puede ser considerada como una palanca de primera clase.
En las palancas de primer género el punto de apoyo se encuentra entre los extremos. En cambio, las móviles, además de que giran alrededor de su eje, también se desplazan. En las poleas móviles el punto de apoyo está en la cuerda y no en el eje, por lo tanto puede presentar movimientos de traslación y rotación. Como el caso de dos personas que cargan una bolsa, cada una de ellas hace las veces de una polea y sus brazos las veces de cuerdas, el peso se reparte entre los dos y se produce una ventaja mecánica, reduciéndose el esfuerzo a la mitad. La polea móvil es una palanca de segunda clase.
EL PODER DE LA POLEA
Para algunas personas, subir una escalera con una carga pesada no significa ningún problema. Sin embargo, para la mayoría de nosotros es más fácil bajar algo que subirlo. Sólo con una cuerda y una rueda se puede arreglar el cambio de dirección. Se fija la rueda a un soporte y se pasa una cuerda por la rueda hasta alcanzar la carga. Al tirar desde el otro extremo de la cuerda, se puede elevar la carga hasta la altura en que se halla fija la polea. El propio peso del cuerpo de la persona que tira se constituye en una ayuda. Una rueda utilizada de esta manera, se convierte en una polea, y el sistema de elevación que realiza es una simple grúa.
POLEAS SIMPLES
Se usan en máquinas en las que se debe cambiar la dirección del movimiento, como por ejemplo un ascensor. Aquí, el movimiento ascendente de la cabina debe estar conectado con el movimiento descendente de un contrapeso. En una polea ideal, la fuerza que se aplica para tirar de la cuerda es igual al peso de la carga. En la práctica, la fuerza es siempre un poco mayor, ya que tiene que vencer la fuerza de fricción en la rueda de la polea y elevar la carga. Por ello, la fricción reduce la eficacia de todas las máquinas.
POLEA DOBLE
Es un sistema de poleas doble, la distancia que recorre la carga es la mitad de la longitud de la cuerda recogida. Pero al reducirse la distancia, se duplica la fuerza aplicada sobre la cuerda para tirar y elevar la carga.
POLEAS CONECTADAS
Así como se puede cambiar la dirección de una fuerza mediante una polea, ésta también se puede usar para multiplicar una fuerza, como si fuera una palanca. Si se conectan varias ruedas de polea se obtiene una polea compuesta, que permite a una persona levantar varias veces su propio peso. En un sistema de dos poleas, se ata una a la carga y otra al soporte. La cuerda circunda la polea superior, desciende y rodea a la polea inferior y luego sube de nuevo a la polea superior, donde se fija. La polea inferior se mueve libremente, y cuando se tira de la cuerda se eleva la carga. Este sistema de poleas hace que la carga recorra la mitad de distancia en comparación con la cantidad de cuerda utilizada para el desplazamiento, pero se duplica la fuerza de elevación. También aquí, como ocurre con las palancas, surge el desequilibrio entre fuerza y distancia recorrida, que en este caso favorece a quien tira. El número de ruedas que tiene una polea influye en la amplificación de la fuerza de elevación. Teóricamente, la amplificación es igual al número de secciones de cuerda que levanta el juego de poleas inferiores atadas a la carga. En la práctica, la fuerza tiene que vencer la fricción en todas las poleas y levantar el peso de las poleas inferiores además de la carga. Esto reduce la amplificación de la fuerza.
IMAGEN DE LA POLEA CONECTADA
POLEAS MÓVILES
Esta polea se une a la carga y no a la viga. Una polea móvil simple es una palanca de segunda clase que multiplica la fuerza ejercida. La carga es soportada en igual magnitud por ambos segmentos de cuerda esto hace que la fuerza que es necesario aplicar disminuya a la mitad. Sin embargo, se debe tirar la cuerda a una distancia mayor.
POLEAS COMPUESTAS
Las poleas compuestas son aquellas donde se usan más de dos poleas en el sistema, y puede ser una fija y una móvil, o dos fijas y una móvil etc. Tirar una cuerda de arriba hacia abajo resulta más fácil que hacerlo desde bajo hacia arriba. Para cambiar la dirección del esfuerzo, a la polea móvil se agrega una polea fija, proporcionando una ventaja mecánica. La ventaja mecánica es la disminución del esfuerzo Esta ventaja mecánica la determinamos contando los segmentos de cuerda que llegan a las poleas móviles que soportan el esfuerzo.
La fuerza para levantar el cuerpo se va reduciendo proporcionalmente a la cantidad de segmentos de cuerda que soporta directamente la fuerza. También podemos agregar a una polea otra polea fija o una o varias móviles para obtener una combinación de poleas que disminuya el esfuerzo. Existen muchas combinaciones de poleas que se pueden usar, de acuerdo al trabajo que se deba realizar y la ventaja mecánica que se desea conseguir.
MONTACARGAS DE CADENA
El montacargas de cadena consiste en una cadena sin fin dispuesta alrededor de tres poleas. Las dos poleas superiores están unidas y fijas, mientras que la carga cuelga de la polea inferior, que está conectada al sistema por medio de la cadena. Si la cadena no se mueve, la carga permanece inmóvil. La diferencia de diámetro entre las dos poleas superiores determina la cantidad de fuerza necesaria para mover la carga.
