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Alavanca

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Para outros usos deste termo, veja-se Alavanca (desambiguación).

A alavanca é uma máquina simples que tem como função transmitir uma força. Está composta por uma barra rígida que pode girar livremente ao redor de um ponto de apoio chamado fulcro.

Pode utilizar-se para amplificar a força mecânica que se aplica a um objecto, para incrementar sua velocidade ou a distância percorrida, em resposta à aplicação de uma força.

Exemplo de alavanca: uma massa equilibra-se com outra vinte vezes menor, se situamo-la a uma distância do fulcro vinte vezes maior.

Conteúdo

História

Conta-se que Arquímedes disse sobre a alavanca: «Dêem-me um ponto de apoio e moverei o mundo».

A descoberta da alavanca e seu emprego na vida quotidiana prove da época prehistórica. Seu emprego quotidiano, em forma de cigoñales , está documentado desde o terceiro milénio a. C. –em selos cilíndricos de Mesopotamia – até nossos dias. O manuscrito mais antigo que se conserva com uma menção à alavanca faz parte da Sinagoga ou Colecção matemática de Pappus de Alejandría, uma obra em oito volumes que se estima foi escrita ao redor do ano 340. Ali aparece a famosa cita de Arquímedes :

«Dêem-me um ponto de apoio e moverei o mundo».

Ao heleno Arquímedes atribui-se-lhe a primeira formulación matemática do princípio da alavanca.

Forças atuantes

Sobre a barra rígida que constitui uma alavanca actuam três forças:

Lei da alavanca

Em física , a lei que relaciona as forças de uma alavanca em equilíbrio se expressa mediante a equação:

P \times dp = R \times dr

Sendo P a potência, R a resistência, e dp e dr as distâncias medidas desde o fulcro até os pontos de aplicação de P e R respectivamente, chamadas braço de potência e braço de resistência.

Se em mudança uma alavanca encontra-se rotacionando aceleradamente, como no caso de uma catapulta, para estabelecer a relação entre as forças e as massas atuantes deverá se considerar a dinâmica do movimento em base aos princípios de conservação de quantidade de movimento e momento angular.

Tipos de alavanca

As alavancas dividem-se em três géneros, também chamados ordens ou classes, dependendo da posição relativa dos pontos de aplicação da potência e da resistência com respeito ao fulcro (ponto de apoio). O princípio da alavanca é válido indistintamente do tipo que se trate, mas o efeito e a forma de uso da cada um mudam consideravelmente.

Alavanca de primeira classe

Na alavanca de primeira classe, o fulcro encontra-se situado entre a potência e a resistência. Caracteriza-se em que a potência pode ser menor que a resistência, ainda que a costa de diminuir a velocidade transmitida e a distância percorrida pela resistência. Para que isto suceda, dp tem de ser maior que dr.

Quando o que se requer é ampliar a velocidade transmitida a um objecto, ou a distância percorrida por este, se tem de situar o fulcro mais próximo da potência, de maneira que dp seja menor que dr.

Exemplos deste tipo de alavanca são o balancín, as tijeras, as tenazas, os alicates ou a catapulta (para ampliar a velocidade). No corpo humano encontram-se vários exemplos de alavancas de primeiro género, como o conjunto tríceps braquial - cotovelo - antebrazo.

Alavanca de segunda classe

Palanca de segunda clase.

Na alavanca de segunda classe, a resistência encontra-se entre a potência e o fulcro. Caracteriza-se em que a potência é sempre menor que a resistência, ainda que a costa de diminuir a velocidade transmitida e a distância percorrida pela resistência.

Exemplos deste tipo de alavanca são a carretilla, os remos e o cascanueces.

O ponto de apoio dos remos encontra-se na água.

Alavanca de terceira classe

Na alavanca de terceira classe, a potência encontra-se entre a resistência e o fulcro. Caracteriza-se em que a força aplicada é maior que a obtida; e utiliza-lha quando o que se requer é ampliar a velocidade transmitida a um objecto ou a distância percorrida por ele.

Exemplos deste tipo de alavanca são o quitagrapas e a pinza de sobrancelhas; e no corpo humano, o conjunto cotovelo - bíceps braquial - antebrazo, e a articulação temporomandibular.

Veja-se também

Enlaces externos

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