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Desde el punto de vista técnico, una palanca es una barra rígida que oscila sobre un punto de apoyo (fulcro) debido a la acción de dos fuerzas contrapuestas (potencia y resistencia). En función de la ubicación de sus elementos, las palanacas pueden ser de tres grados.
PALANCA DE PRIMER GRADO
La palanca de primer grado permite situar la carga (R, resistencia) a un lado del fulcro y el esfuerzo (P, potencia) al otro. Esto hace que la potencia y la resistencia tengan movimientos contrarios cuya amplitud (desplazamiento de la potencia y de la resistencia) dependerá de las respectivas distancias al fulcro.
Con esta posiciones relativas se pueden obtener tres posibles situaciones:
Fulcro centrado: BP=BR. Este montaje hace que el esfuerzo y la carga sean iguales (P=R), como también lo serán los desplazamientos de la potencia y de la resistencia (DP=DR). Es una solución que solamente aporta comodidad, pero no ganancia mecánica.
Fulcro cercano a la resistencia: BP>BR. Esta solución hace que se necesite un menor esfuerzo (potencia) para compensar la resistencia (P<R), al mismo tiempo que se produce aun mayor desplazamiento de la potencia que de la resistencia (DP>DR). Este sistema aporta ganancia mecánica y es el empleado cuando necesitamos vencer grandes resistencias con pequeñas potencias.
Fulcro cercano a la potencia: BP<BR. Solución que hace que sea mayor el esfuerzo que la carga (P>R) y, recíprocamente, menor el desplazamiento de la potencia que el de la resistencia (DP<DR). Esta solución no aporta ganancia mecánica, por lo que solamente se emplea cuando queremos amplificar el movimiento de la potencia.
La palanca de primer grado se emplea siempre que se desee invertir el sentido del movimiento. Además, se puede mantener la amplitud del movimiento colocando los brazos de potencia y resistencia iguales. De la misma manera, es posible reducir la amplitud del movimiento haciendo que el brazo de potencia sea mayor que el de resistencia.
PALANCA DE SEGUNDO GRADO
La palanca de segundo grado permite situar la carga (R, resistencia) entre el fulcro y el esfuerzo (P, potencia). En este tipo de palanca, el brazo de potencia siempre es mayor que el de resistencia (BP>BR) y, en consecuencia, el esfuerzo menor que la carga (P<R). Al ser un tipo de máquina cuya principal ventaja es su ganancia mecánica, su utilidad principal aparece siempre que se quiera vencer grandes resistencias con pequeñas potencias. Por tanto, este tipo de palancas siempre tiene ganancia mecánica.
PALANCA DE TERCER GRADO
La palanca de tercer grado permite situar el esfuerzo (P, potencia) entre el fulcro (F) y la carga (R, resistencia). El brazo de la resistencia siempre es mayor que el de potencia (BR>BP) y, en consecuencia, la potencia es mayor a la resistencia (P>R). Este tipo de palancas nunca tiene ganancia mecánica. Esta disposición hace que los movimientos de la potencia y de la resistencia se realicen siempre en el mismo sentido, pero la carga siempre puede desplazarse más que la potencia. En el cuerpo humano, la mayoría de las articulaciones constituyen palancas de grado 3, como es el caso del bíceps en la flexión de codo.
Según la combinación de los puntos de aplicación de potencia y resistencia y la posición del apoyo, se pueden encontrar los tres tipos de palancas en el cuerpo humano, donde el apoyo es un punto fijo al interior de la articulación y la potencia es la fuerza muscular desarrollada por el músculo.
Un ejemplo del cálculo de fuerza muscular en una palanca ósea, se presenta a continuación
