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 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

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: ${\displaystyle Fp\times BP=Fr\times BR}$

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

${\displaystyle L1\times F1=L2\times F2}$, tal como ${\displaystyle Fp\times BP=Fr\times BR}$

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

• 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 ${\displaystyle F_{2}}$ 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 ${\displaystyle D_{2}}$.
• O torque da força ${\displaystyle F_{1}}$ 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 ${\displaystyle D_{1}}$.
• Quando os dois torques forem iguais, o sistema não gira, está em equilíbrio.

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

Podem ser classificadas em:

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

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

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

Exemplo: Carrinho de mão, quebra-nozes.

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

Exemplo: Pinça, cotovelo, ombro e tronco.

Ver também

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• Momento de alavanca

Referências

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