Entendendo um sistema de alavancas

Uma alavanca é um dispositivo básico que consiste em uma viga ou haste rígida girando em uma dobradiça fixa, ou fulcro. Ele é usado para aplicar força a uma carga e normalmente oferece uma vantagem mecânica. Um corpo rígido que pode girar em torno de um ponto sobre si mesmo é chamado de alavanca. Os três tipos de alavancas são categorizados de acordo com a localização do fulcro, peso e esforço.



Bem, neste artigo, as respostas para as seguintes perguntas serão discutidas:

• O que é uma alavanca?
• Quais são as aplicações da alavanca?
• Quais são os componentes de uma alavanca?
• Quais são os tipos de alavanca?
• Como funciona uma alavanca?
• Quais são exemplos comuns de alavancas?

Vamos mergulhar!

O que é uma alavanca?

Uma alavanca é um dispositivo básico que consiste em uma viga ou haste rígida inclinada em uma dobradiça fixa, ou fulcro. Ele é usado para aplicar força a uma carga e normalmente oferece uma vantagem mecânica. Um corpo rígido que pode girar em torno de um ponto sobre si mesmo é chamado de alavanca. Os três tipos de alavancas são categorizados de acordo com a localização do fulcro, peso e esforço.

A alavancagem é outro benefício mecânico obtido em um sistema. É ideal para transportar ou levantar objetos pesados. Existem inúmeros exemplos desta máquina simples e prática. A gangorra, o pé de cabra, a linha de pesca, os remos, os carrinhos de mão e a pá de jardim são exemplos eficazes de alavancas.

Um dos seis dispositivos simples que os cientistas da Renascença identificaram. Alavancagem é a capacidade de aumentar uma força de entrada para produzir uma força de saída mais forte. A vantagem mecânica da alavanca é determinada pela razão entre a força de saída e a força de entrada.

Alavancas são dispositivos que aumentam a força, para simplificar. Por terem apenas a alça e o fulcro, nos referimos a elas como “máquinas básicas”. O “braço” da alavanca, geralmente conhecido como alça ou barra, é onde você empurra ou puxa ao usar uma tesoura. O ponto em que a alavanca gira ou se equilibra é conhecido como “fulcro”.

A alavanca, que troca forças contra o movimento, é um mecanismo de vantagem mecânica como resultado. Carga/Esforço é a equação para a vantagem mecânica de uma alavanca. Um homem pode puxar para baixo o braço longo e levantar seu peso várias vezes. Segundo a lenda, esse mecanismo foi empregado no Egito e na Índia já em 1500 aC para levantar água e mobilizar guerreiros para a batalha.

Quais são as aplicações da alavanca?

Os objetos são normalmente movidos ou levantados usando uma alavanca. Em alguns casos, empurrar itens sem realmente movê-los é usado. Ao aplicar uma pequena força em uma distância maior na outra extremidade, as alavancas podem ser usadas para aplicar uma força enorme em uma curta distância em uma extremidade. Os seguintes são alguns usos comuns de alavancas:

As alavancas simplificam o corte, a remoção e a elevação de objetos apertados.

• Alavancas comuns para remover pregos de madeira ou outras superfícies duras incluem garras de martelo.
• As barras de rodas são úteis no dia a dia porque permitem mover itens excessivamente pesados ​​ou pesados.
• Mesmo que os objetos não sejam particularmente pesados, alavancas como pinças e pinças facilitam para levantá-los ou removê-los.
• Alavancas que aplicam força para cortar ou separar material incluem tesouras.

Quais são os componentes de uma alavanca?

Cada alavanca tem três componentes:

O ponto de articulação da alavanca é conhecido como fulcro.

A força aplicada à alavanca é conhecida como força de entrada, também chamada de esforço.

A força usada pela alavanca para deslocar a carga é conhecida como força de saída (às vezes chamada de carga).

Simplificando, a viga é uma prancha longa. Pode ser feito de metal, madeira ou outro material forte. A viga é suportada por um pivô (um ponto na barra criando um pivô).

Você fornece uma força (entrada) a uma alavanca quando pressiona uma extremidade dela. A alavanca gira em torno do fulcro e aplica uma força de saída à carga para levantá-la. As alavancas facilitam o trabalho aumentando a força de entrada e invertendo a direção da força de entrada.

Quais são os tipos de alavanca?

As alavancas vêm em variedades de primeira classe, segunda classe e terceira classe. As localizações da força, fulcro e carga determinam como as três classes diferem umas das outras.

Alavanca de primeira classe

O fulcro das alavancas superiores situa-se entre a força e a carga. Você está dispersando o esforço em uma área maior do que a carga quando usa uma chave de fenda para remover a tampa de uma lata de tinta. Uma força maior pode ser dada à carga para abrir a lata, colocando o fulcro (a borda da lata) perto da tampa (a carga).

Ao fazer isso, você está reduzindo o esforço necessário, que é o que as alavancas de primeira linha se destacam. Alicate, tesoura, pé de cabra, martelo, gangorra e balança são mais exemplos de alavancas de primeira classe.

Em poucas palavras, uma alavanca de primeira classe tem um fulcro que está situado entre o esforço (força) e a carga e percorre uma grande distância para mover o peso em uma distância menor. A vantagem mecânica de uma alavanca de primeira classe aumenta à medida que a relação entre o comprimento do braço de esforço e o comprimento do braço de carga aumenta.

Em seu conhecido ditado, “Dê-me um ponto firme para descansar (um ponto de apoio), e eu moverei a Terra”, Arquimedes fez referência a uma alavanca de primeira classe.

Alavanca de segunda classe

A carga está situada entre o esforço (força) e o fulcro em alavancas de segunda classe. Uma ilustração comum é um carrinho de mão, onde o eixo e a roda servem como fulcro e o esforço é espalhado por uma ampla área para levantar uma grande carga.

Em uma alavanca de segunda classe, muita energia é gasta para levantar uma pequena quantidade de peso. A vantagem mecânica de uma alavanca de segunda classe cresce à medida que a relação entre o comprimento do braço de esforço (força) e o comprimento do braço de carga aumenta. Em um carrinho de mão, a vantagem mecânica aumenta com a distância entre o peso e a roda. Outra ilustração de uma alavanca de segunda classe é um quebra-nozes.

Alavanca de terceira classe

Alavancas de terceira classe, como pinças de churrasco, colocam o esforço entre o peso e o fulcro. Uma vassoura, uma vara de pescar e uma woomera são outras ilustrações de alavancas de terceira classe. É um desafio exercer uma força significativa em uma alavanca de terceira classe porque a carga se move mais do que o esforço (força) e a vantagem mecânica é pequena. Não esmagar salsichas na grelha, isso pode ser um benefício!

Você está utilizando uma alavanca de terceira classe quando levanta algo pesado com o antebraço. Logo na frente do cotovelo, os músculos do bíceps são unidos ao antebraço. O esforço é entre o fulcro (cotovelo) e a carga, que está na mão.

Como funciona uma alavanca?

As alavancas funcionam diminuindo a quantidade de força necessária para mover ou levantar uma carga. As alavancas fazem isso estendendo a amplitude de movimento da força. Em vez disso, eles dispersam o esforço por uma área mais ampla, o que facilita o trabalho. A experiência prática mostrou que quando duas forças iguais, no sentido horário e anti-horário, são aplicadas a uma alavanca uniforme a distâncias iguais do fulcro, elas se equilibram e levam a alavanca ao equilíbrio.

O experimento também demonstrou que duas forças desiguais se comportam de maneira diferente. Isso resultará na magnitude de uma força quando outra força estiver presente. Além disso, seu braço de esforço, também conhecido como braço de alavanca, é igual ao produto da força da outra força pelo braço de esforço.

A conclusão geral, conhecida como teoria dos momentos, afirma que o equilíbrio é alcançado quando a soma dos momentos das forças que atuam no sentido anti-horário é igual à soma dos momentos das forças que atuam no sentido anti-horário. Na física, o produto de uma força é conhecido como o momento da força pelo seu esforço.

Como resultado, uma força muito pequena aplicada a uma grande distância do fulcro pode derrotar uma força muito forte exercida a uma grande distância. Segundo a lenda, Arquimedes tinha uma alavanca mental que lhe permitia ficar de pé e mover o mundo.

Quais são exemplos comuns de alavancas?

Balanças, carrinhos de mão, tesouras, alicates, abridores de garrafas, esfregões, vassouras, pás, quebra-nozes e artigos esportivos como tacos de beisebol, tacos de golfe e tacos de hóquei são exemplos de alavancas na vida cotidiana. Você pode até usar o braço como alavanca. A seguir, exemplos dos vários tipos de alavanca:

Exemplo de uma alavanca de primeira classe

A alavanca de primeira ordem mais conhecida pode ser uma gangorra ou uma gangorra. O cavaleiro em uma extremidade da gangorra aplica força para baixo, que é traduzida através do fulcro para levantar o cavaleiro na outra extremidade. A eficiência da força de um ciclista menor é aumentada movendo o fulcro para mais perto de um ciclista maior.

Outra alavanca comum de primeira ordem é uma tesoura. O fulcro de uma tesoura é formado pelo parafuso que une os dois lados, as alças, e a força que é aplicada às lâminas para fazer com que a tesoura corte. Exercendo força nas alças, os alicates funcionam como alavancas de primeira ordem de maneira semelhante às tesouras. Com a seção central articulada atuando como um fulcro, a carga ou resistência é colocada entre os dentes do alicate.

Exemplos de uma alavanca de segunda classe

Exemplos de alavancas de segunda ordem são os carrinhos de mão. Como ponto de apoio, a roda é usada. As alças são onde a força é aplicada. Claro, há um peso entre a força e o fulcro. Uma alavanca de segunda ordem é um quebra-nozes de mão padrão. O fulcro é a extremidade articulada. A porca (carga) entre as alças é rachada quando a força é aplicada em suas extremidades.

Uma alavanca de segunda ordem é um abridor de garrafas portátil. Para superar a resistência da tampa da garrafa, a força é aplicada em uma extremidade do abridor. A extremidade do abridor suportada pela tampa da garrafa serve como ponto de apoio.

Exemplo de uma alavanca de terceira classe

Numerosos equipamentos esportivos, como tacos de beisebol, tacos de golfe e tacos de hóquei, são alavancas de terceira ordem. Você os segura com as duas mãos, mas uma serve apenas para apoiar o objeto enquanto a outra exerce uma pressão maior.

Portanto, uma de suas mãos segurando a alavanca em todos esses três cenários serve como fulcro (ou seja, o taco, taco e assim por diante). A bola de beisebol, a bola de golfe ou o disco de hóquei recebem a força que é aplicada perto do fulcro quando a outra mão exerce força para mover a extremidade oposta do objeto.

Seu braço é uma alavanca de terceira ordem que é usada para levantar uma maçã. A maçã ou carga é levantada usando o cotovelo como ponto de apoio e os músculos que aplicam a força. Uma alavanca de terceira ordem eficaz é uma pá. Tal como acontece com um taco de hóquei, a extremidade da pá levanta e empurra a carga enquanto a mão mais próxima da extremidade serve como fulcro, enquanto a segunda mão contribui com o esforço.

Também servindo como alavancas de terceira ordem estão os esfregões e vassouras. A extremidade da vassoura ou esfregão empurra contra a resistência do chão e da sujeira, enquanto a mão de baixo produz a força e a mão de cima atua como fulcro.

Perguntas frequentes

O que é uma alavanca?

Máquinas que aumentam a força empregam alavancas. Por terem apenas a alça e o fulcro, nos referimos a elas como “máquinas básicas”. O “braço” da alavanca é a alça ou barra, que é onde você empurra ou puxa. O ponto em que a alavanca gira ou se equilibra é conhecido como “fulcro”.

Quais são os tipos de alavancas?

Os seguintes são os três tipos de alavancas:

1. Alavanca de primeira classe – o fulcro está no meio do esforço e da carga – uma alavanca de primeira classe.
2. Alavanca de segunda classe – a carga está no meio entre o fulcro e o esforço. Alavanca de segunda classe.
3. Alavanca de terceira classe – o esforço está no meio entre o fulcro e a carga.

O que é uma alavanca de primeira classe?

Em uma palavra, uma alavanca de primeira classe tem um fulcro que está situado entre o esforço (força) e a carga e percorre uma grande distância para mover o peso por uma distância menor. A vantagem mecânica de uma alavanca de primeira classe aumenta à medida que a relação entre o comprimento do braço de esforço e o comprimento do braço de carga aumenta.

Quais são os exemplos de alavanca de primeira classe?

Alicate, tesoura, pé de cabra, martelo, gangorra e balança são mais exemplos de alavancas de primeira classe. Em essência, uma alavanca de primeira classe tem um fulcro que está situado entre o esforço (força) e a carga e percorre uma grande distância para mover o peso em uma distância menor.

O que é uma alavanca de segunda classe?

Em uma alavanca de segunda classe, muita energia é gasta para levantar uma pequena quantidade de peso. A vantagem mecânica de uma alavanca de segunda classe aumenta à medida que a relação entre o comprimento do braço de esforço (força) e o comprimento do braço de carga aumenta.

O que é uma alavanca de terceira classe?

É um desafio exercer uma força significativa em uma alavanca de terceira classe porque a carga se move mais do que o esforço (força) e a vantagem mecânica é pequena. Não esmagar salsichas na grelha, isso pode ser um benefício!

O que são alavancas e exemplos?

Alavancas incluem coisas como carrinhos de mão, varas de pescar, pás, vassouras, braços, pernas, remos de barco, pés de cabra e abridores de garrafas. Uma das máquinas simples mais comuns é a alavanca. Eles são feitos para facilitar o trabalho, assim como todas as máquinas rudimentares como a alavanca.

O que é uma alavanca em física?

Uma viga ou haste rígida é girada em uma dobradiça fixa, ou fulcro, para formar uma máquina simples conhecida como alavanca. Um corpo rígido que pode girar em torno de um ponto sobre si mesmo é chamado de alavanca. Os três tipos de alavancas são categorizados de acordo com a localização do fulcro, peso e esforço.

Qual ​​é a classe da alavanca?

As alavancas vêm em variedades de primeira classe, segunda classe e terceira classe. As localizações da força, fulcro e carga determinam como as três classes diferem umas das outras. O fulcro de uma alavanca de primeira classe está situado a meio caminho entre a força de entrada e a força de saída.

Qual ​​é a definição de alavanca para crianças?

Um fulcro é um suporte sobre o qual repousa um corpo longo e robusto conhecido como alavanca. O ponto de articulação da alavanca é chamado de fulcro. É um dos três componentes ou processos que compõem uma alavanca. O item que está sendo levantado ou impactado é conhecido como carga. Qualquer um sendo puxado para cima é a carga em uma gangorra.

Para que servem as alavancas?

As pessoas podem usar uma alavanca para exercer menos força durante o trabalho. Os objetos são normalmente movidos ou levantados usando uma alavanca. Em alguns casos, é usado empurrar itens sem realmente movê-los. Ao aplicar uma pequena força em uma distância maior na outra extremidade, as alavancas podem ser usadas para aplicar uma força enorme em uma curta distância em uma extremidade.