Explicamos o que é uma alavanca, as forças que ela usa e as variáveis a serem consideradas. Além disso, os tipos de alavanca e exemplos.
O que é uma alavanca?
Uma alavanca é uma máquina simples, ou seja, um dispositivo capaz de modificar ou gerar um força e transmitir deslocamento. É composto por uma barra rígida de algum material moderadamente resistente, que gira livremente sobre um ponto de apoio denominado fulcro.
Uma alavanca pode ser usada para maximizar a força mecânica aplicada a um objeto, aumentar sua velocidade ou a distância que ele percorre, através da aplicação de uma quantidade de força proporcionalmente menor.
Dependendo da proximidade ou distância do fulcro em relação ao corpo a ser movido, mais ou menos força aplicada será necessária e um efeito maior ou menor será alcançado.
Três forças atuam simultaneamente em uma alavanca:
- Poder (P). É a força aplicada voluntariamente na extremidade da alavanca, para gerar uma reação. Pode ser executado manualmente ou por meio de um peso, ou mesmo motores elétricos ou a vapor.
- Resistência (R). É a força a ser vencida pela força, ou seja, o peso exercido na alavanca pelo corpo que desejamos mover e que será equivalente, pela Lei de ação e reação, ao que a alavanca exerce sobre ele.
- Força de apoio. É a força exercida pelo fulcro na alavanca, igual e oposta às duas anteriores, já que a barra é segurada sem se deslocar sobre o fulcro.
Por sua vez, existem duas outras variáveis a considerar no caso:
- Braço de potência (Bp). É a distância entre o fulcro e o ponto de aplicação da força.
- Braço de resistência (Br). É a distância entre o fulcro e a carga ou corpo a ser mobilizado.
Todos os itens acima estão relacionados por meio da seguinte fórmula:
P xBp = R x Br, a potência por braço é igual ao resistência para o seu.
A alavanca Foi inventado no pré-história, e já existem registros na antiguidade mesopotâmica de seu uso para poços de irrigação. A primeira menção escrita de uma alavanca vem de Pappus de Alexandria em seuColeção matemática , onde aparece a tão famosa citação do grego Arquimedes: "Dê-me uma alavanca e eu moverei o mundo."
Tipos de alavanca
Existem três tipos de alavanca, dependendo da posição relativa do ponto de resistência, a de potência e o ponto de apoio. Cada um tem características diferentes e terá um efeito relativamente diferente.
- Alavanca de primeiro grau. O fulcro fica entre a potência e a resistência, fazendo com que a potência aplicada possa ser muito menor que a resistência a superar, ou seja, maximiza a potência. Porém, a velocidade transmitida e a distância percorrida pelo corpo são sacrificadas.
- Alavanca de segundo grau. A resistência fica entre o poder e o fulcro, então o poder será sempre menor que a resistência, mesmo que não alcance maior deslocamento nem distância percorrida (mas salvando Energia é extremamente útil).
- Alavanca de terceiro grau. O poder exercido está entre o fulcro, em um extremo, e a resistência, no outro. A força aplicada é maior que a resultante, mas é possível aumentar a velocidade transmitida ou a distância percorrida pelo corpo.
Exemplos de alavanca
Alguns exemplos diários de alternância podem ser:
- Primeira série. A gangorra, a tesoura, o alicate, o alicate, as catapultas.
- Segunda série. O carrinho de mão, o quebra-nozes, um barco a remos, uma maca de enfermagem, uma máquina de elevação.
- Terceira série. Uma vara de pescar, um removedor de grampos, uma pinça de sobrancelha ou a articulação temporomandibular do corpo humano.