Uso das proporções na teoria de alavancas

As alavancas são equipamentos simples utilizados pelas pessoas há muitos anos. Constituem-se essencialmente em uma barra com um ponto fixo auxiliando no descolamento de objetos. Esses equipamentos atraíram um renomado filósofo grego conhecido como Arquimedes. A respeito das alavancas de Arquimedes, existe uma frase que diz: “Ofereça-me um ponto fixo e uma alavanca que mobilizarei o mundo”.

Na realidade, as alavancas, da mesma forma que outros equipamentos, têm como atividade principal auxiliar o trabalho humano. Atualmente é possível ver a utilização da teoria das alavancas tem diversos instrumentos, como por exemplo, gangorras, tesouras, dispositivos de academia, entre outros.

Arquimedes elaborou diversas pesquisas a respeito das alavancas que gerou a teoria das alavancas. Ele constatou que a força exercida a uma das pontas da alavanca, com o objetivo de deslocar um objeto na outra ponta, é inversamente equivalente a longitude do ponto de suporte. Isto é, quanto mais longe a ponta estiver do ponto de suporte, menor será a força fundamental para deslocar o objeto.

Experimente trancar uma porta usando a força perto das dobradiças. Observará que é muito mais complicado que trancar por meio da maçaneta, uma vez que a força está sendo colocada ao ponto de suporte.

Ex:

Perante uma das pontas de uma alavanca há um objeto de 60kg de massa encontrada a 70 cm do ponto de suporte. A outra ponta está localizada a 140 cm do ponto de suporte. A partir disso, defina a força que deve ser usada na outra ponta para que a pedra possa ser deslocada.

– Como mencionado anteriormente, a força é inversamente equivalente ao espaço da ponta ao ponto de suporte. Para que a pedra se desloque, o sistema precisa estar em equilíbrio. Dessa forma, temos:

F = d1

P d2

Onde:

F = força usada para deslocar a pedra;

P = peso da pedra;

d1 = espaço da pedra ao ponto de suporte;

d2 = espaço da outra ponta ao ponto de suporte.

Continuando:

P = m.g

P = 60 . 10

P = 600N

Dessa forma,

F = 70

600 140

F = 600 . 70

140

F = 300N

O que é uma alavanca?

Alavanca é uma barra dura, podendo ser curva ou reta, que gira ao redor de um ponto de suporte.

– a força usada em uma ponta é denominada de força potente (Fp).

– o peso do elemento que proporcionada resistência a força usada é denominado de força resistente (Fr).

– o calço exerce como ponto de suporte, também denominado de FULCRO, interpretado por A ou ?.

– o espaço do ponto de suporte ao traço de operação da força potente é denominado de braço de potência (Bp).

– o espaço do ponto de suporte ao traço de operação da força resistente é denominado de braço de resistência (Br).

Alavanca simples

O principio das alavancas simples foi elaborado por Arquimedes e ele afirmava que só precisava de ponto de suporte para levantar a Terra.

As alavancas são barras firmes de diversas configurações que colocada em cima do ponto de apoio, aumenta a força usada sobre diversos objetos de pesos diferentes.

As alavancas possuem três pontos: o ponto de apoio ou fixo, a resistência que é o peso que se quer levantar, e a potencias, que é o lugar no qual se usa a força.

Existe uma relação expressa por: R . x = P . y, que explica a relação entre o tamanho da alavanca e a força que precisa ser aplicada. Dessa forma, quanto maior for a alavanca, maior será a força usada na resistência.

A partir disso, é possível classificar as alavancas conforme a posição do suporte, da força ou potencia, e da carga ou resistência. Há três divisões: interfixa, inter-resistente e interpotente.

– INTERFIXA: a alavanca é classificada como interfixa ou de primeira classe quando o ponto de apoio está localizado no meio da força resistente (Fr) e a força potente (Fp).

Ex: Articulação, gangorra, tesoura, altanto axial e cabeça.

– INTER-RESISTENTE: a alavanca é classificada como inter- resistente ou de segunda classe quando a força resistente (Fr) está localizada no meio da força potente (Fp) e do ponto de apoio.

Ex: Quebra nozes e carrinho de mão.

– INTERPOTENTE: a alavanca é classificada como interpotente ou de terceira classe quando a força potente (Fp) está localizada no meio da força resistente (Fr) e do ponto de apoio.

Ex: cotovelo, ombro, pinça e tronco.