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., estudando as máquinas "arquimedianas": alavanca, roldana, e parafuso.

Alavancas

Princípio do funcionamento de uma alavanca

Prancha apoiada em desequilíbrio sobre um cilindro

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 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

$L1\times F1=L2\times F2$, 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

• 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 ($F_{2}$):
  

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:
  

Exemplo: Carrinho de mão, quebra-nozes.

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

Exemplo: Pinça, cotovelo, ombro e tronco.

Ver também

• Commons
• Wikcionário

• Momento de alavanca