Alavanca

Predefinição:Mais notas Na física, a alavanca é um objeto rígido que é usado com um ponto fixo apropriado (fulcro) para multiplicar a força mecânica que pode ser aplicada a um outro objeto (resistência). Isto é denominado também vantagem mecânica, e é um exemplo do princípio dos momentos. O princípio da força de alavanca pode também ser analisado usando as leis de Newton. A alavanca é uma das seis máquinas simples.

História

O princípio da alavanca foi descoberto por Arquimedes no século III a.C.,^[1] estudando as máquinas "arquimedianas": alavanca, roldana, e parafuso.^[2]^[3]

Alavancas

Princípio do funcionamento de uma alavanca

A força aplicada em pontos de extremidade da alavanca é proporcional à relação do comprimento do braço de alavanca medido entre o fulcro e o ponto da aplicação da força aplicada em cada extremidade da alavanca.

A equação fundamental das alavancas é: $F p \times B P = F r \times B R$

onde:

Fp é a força que vai provocar o movimento
Fr é a força potente do centro de apoio
BP é a distância da força potente
BR é a distância da força resistente do centro de apoio

A balança de dois pratos

A balança de dois pratos é uma alavanca interfixa, pois seu ponto fixo fica

$L 1 \times F 1 = L 2 \times F 2$ , tal como $F p \times B P = F r \times B R$

Para que, em uma alavanca, ocorra equilíbrio entre os lados, o produto do braço pela força resultante deve ser igual em ambas as extremidades.

As alavancas

O peso P representa a resistência aplicada no ponto B, o ponto O é o ponto de apoio (fulcro) e a força representa a potência aplicada no ponto A.
O torque da força $F_{2}$ com relação ao ponto O é tal que faz girar o sistema no sentido horário e depende do módulo da força peso e da distância $D_{2}$ .
O torque da força $F_{1}$ com relação ao ponto O é tal que faz girar o sistema no sentido anti-horário e depende do módulo da força peso e da distância $D_{1}$ .
Quando os dois torques forem iguais, o sistema não gira, está em equilíbrio.

$\sum T = 0 \Rightarrow F_{1} \times D_{1} = F_{2} \times D_{2}$

Podem ser classificadas em:

inter-fixa ou de primeira classe $\to$ onde o ponto fixo fica entre a força resistente ( $F_{1}$ ) e a força potente ( $F_{2}$ ):

Exemplo: Gangorra, articulação, cabeça, atlanto-axial e tesoura

inter-resistente ou de segunda classe $\to$ onde a força resistente ( $F_{1}$ ) está entre a força potente ( $F_{2}$ ) e o ponto fixo:

Exemplo: Carrinho de mão, quebra-nozes.

interpotente ou de terceira classe $\to$ Quando o ponto de apoio está situado entre os pontos de aplicação de força e o objeto a ser movimentado, onde a força potente ( $F_{2}$ ) está entre a força resistente ( $F_{1}$ ) e o ponto fixo: