Última actualización: 2026-07-13

Definición

Un aparejo de poleas es un conjunto de poleas recorrido por una sola cuerda entre una polea fija y una polea móvil. Al repartir la carga entre varios segmentos de cuerda, permite que un pequeño tirón levante un peso grande. La ventaja mecánica mide cuánto multiplica el sistema la fuerza aplicada. En un aparejo ideal y sin rozamiento es igual al número de segmentos de cuerda que sostienen la polea móvil.

La fórmula

Cada segmento de cuerda que llega a la polea móvil soporta una parte igual de la carga, así que con n segmentos de sostén la ventaja mecánica ideal es

La fuerza que debes aplicar en el extremo libre se obtiene dividiendo la carga entre esa ventaja y entre el rendimiento η del sistema real:

donde F_L es la carga y F_E es la fuerza aplicada. Al mismo tiempo, la cuerda paga la menor fuerza con más distancia: para subir la carga una unidad debes pasar n unidades de cuerda por el sistema, de modo que la relación de velocidades es igual a la ventaja mecánica ideal.

Ejemplo resuelto

Un aparejo con 4 segmentos de cuerda de sostén levanta una carga de 1000 N. Supongamos un sistema ideal y sin rozamiento (η = 100 %).

Ventaja mecánica ideal: MA = 4

Fuerza aplicada necesaria: 1000 ÷ (4 × 1,00) = 250 N

Cuerda tirada por unidad de elevación: 4 — tiras de 4 m de cuerda por cada metro que sube la carga.

El aparejo reduce la fuerza a una cuarta parte de la carga. Si el rozamiento baja el rendimiento a un valor más realista del 80 %, la fuerza sube a 1000 ÷ (4 × 0,80) = 312,5 N, mientras la ventaja ideal y la cuerda que tiras no cambian.

Contar los segmentos de cuerda de sostén

Lo único que fija la ventaja ideal es n, el número de segmentos de cuerda que tiran hacia arriba de la polea móvil. Cuenta cada ramal entre las roldanas que llega a la polea móvil; un segmento que sale de la polea fija solo cambia la dirección y no cuenta.

Una sola polea fija no da ninguna ventaja de fuerza: solo te deja tirar hacia abajo en vez de hacia arriba. Cada roldana que añades a la polea móvil suma un segmento de sostén y una unidad de ventaja ideal.

El compromiso entre fuerza y distancia

Una polea no crea energía; solo cambia fuerza por distancia. Sin rozamiento, el trabajo que aportas es igual al trabajo entregado a la carga:

Como la fuerza es n veces menor que la carga, la cuerda que tiras debe ser n veces más larga que el ascenso de la carga. Por eso un aparejo de mucha ventaja se siente ligero, pero exige muchos tirones largos y lentos para mover la carga un trecho corto.

Ventaja mecánica ideal frente a real

El valor MA = n es la ventaja mecánica ideal: depende solo de cómo se enhebra la cuerda e ignora el rozamiento. La ventaja mecánica real es la carga real dividida entre la fuerza real que debes aportar, y siempre resulta menor porque el rozamiento en las roldanas y la rigidez de la cuerda absorben parte del esfuerzo. Ambas se relacionan mediante el rendimiento: VMR = n × η. Esta calculadora indica la ventaja ideal e incorpora el rendimiento en la fuerza necesaria, así que esa cifra ya refleja el tirón real, algo mayor.

Notas

La carga y la fuerza salen en la misma unidad, y tanto el número de segmentos de sostén como el rendimiento son adimensionales, por lo que no hace falta convertir entre ellos. Debe haber al menos un segmento de sostén, y el rendimiento debe ser mayor que 0 % y no superar el 100 %.