Alavanca

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Princípio do funcionamento de uma alavanca.

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 6 máquinas simples.

História[editar | editar código-fonte]

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

Alavancas[editar | editar código-fonte]

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: Fp \times BP = Fr \times BR

onde:

  • Fp é a força potente;
  • Fr é a força resistente;
  • BP é o braço potente; e
  • BR é o braço resistente.

A balança de dois pratos[editar | editar código-fonte]

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

L1 \times F1 = L2 \times F2, tal como Fp \times BP = Fr \times BR

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[editar | editar código-fonte]

  • 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 \rightarrow onde o ponto fixo fica entre a força resistente (F_1) e a força potente (F_2):
    Alavanca inter-fixa

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

  • inter-resistente ou de segunda classe \rightarrow onde a força resistente (F_1) está entre a força potente (F_2) e o ponto fixo:
    Alavanca inter-resistente

Exemplo: Carrinho-de-mão, quebra nozes.

  • interpotente ou de terceira classe \rightarrow onde a força potente (F_2) está entre a força resistente (F_1) e o ponto fixo:
    Alavanca inter-potente

Exemplo: Pinça, cotovelo, ombro e tronco

Ver também[editar | editar código-fonte]

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Referências



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