Alavanca de Arquimedes
Alavanca de Arquimedes
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Área do conhecimento ligada ao experimento
Mecânica.
Princípios físicos ligados ao experimento
Conceito de Máquinas Simples;
Vantagem Mecânica;
Conceito de Momento Escalar.
Princípio correlato ao experimento
Princípio da conservação do trabalho.
Descrição do experimento
O experimento Alavanca com cadeira, mostrado na foto ao lado, pertence a um grupo de dispositivos específicos chamados de “máquinas simples”.
A máquina simples é capaz de alterar uma força (módulo, direção ou sentido) com o intuito de ajudar o homem a cumprir uma determinada tarefa.
Em geral, o objetivo da máquina simples é multiplicar uma determinada força.
São exemplos de máquinas simples: polias, planos inclinados, rodas acopladas, eixos e alavancas (retas ou curvadas).
Como o sistema funciona
Alavancas são simples peças rígidas (barras, hastes ou travessões) capazes de girar em torno de um ponto fixo (fulcro), em cujas extremidades atuam dois tipos de forças:
• Força potente ou força aplicada (F);
• Força resistente ou força transmitida (R).
Ainda com relação às alavancas, podemos distinguir dois seguimentos importantes:
• Braço de potência (bp); onde (F) age (segmento AO), também conhecido como braço de esforço;
• Braço de resistência (br); onde (R) atua (segmento OB), também conhecido como braço de carga.
Tipos de alavancas:
Dependendo dos pontos de aplicação da força potente (F) ou da força resistente (R) em relação ao ponto de apoio (0), as alavancas podem ser classificadas em:
1) Interfixa: apoio entre F e R.
2) Inter-resistente: R entre o apoio e F.
3) Interpotente: F entre o apoio e R.
Conceitos importantes associados às alavancas
Conservação do trabalho: Há uma “lei áurea” regulamentando o trabalho realizado por uma máquina simples: o trabalho transmitido não pode ser maior do que o trabalho recebido. Em outras palavras:
Então:
Onde:
Fa: força aplicada;
Ft: força transmitida;
Da: deslocamento da força aplicada;
Dt: deslocamento da força transmitida.
Note bem essa igualdade. Ela diz que a “economia” de força implica “acréscimo” de deslocamento. Ou seja, o que se ganha em força, pede-se em distância.
Momento escalar: É a grandeza Física que está relacionada à capacidade de uma força em provocar a rotação de um corpo extenso, e pode ser definida pela seguinte expressão:
Onde “d” é a distância que existe entre a linha de ação da força (F) e o ponto de apoio (fulcro).
Vantagem mecânica: É um número pelo qual a intensidade da força aplicada deve ser multiplicada para se obter a intensidade da força transmitida. Ou seja, a vantagem mecânica é, na verdade, uma relação entre duas forças, e é dada pela seguinte expressão:
Perguntas frequentes:
1) O que caracteriza um dispositivo como “máquina simples”?
Resposta: Uma máquina é considerada simples quando é constituída por uma só peça.
2) Quais são as “máquinas simples”?
Resposta: Quando você ouve a palavra máquina provavelmente pensa em mecanismos complicados como máquinas de escrever, de costurar ou de tecer. Tais máquinas complexas são, na verdade, combinações de seis tipos de máquinas simples: roldana, alavanca, plano inclinado, roda e eixo, parafuso e cunha.
3) O que é uma alavanca?
Resposta: A alavanca é uma barra que pode girar em torno de um ponto fixo. Quando você usa um pedaço de pau para deslocar uma pedra, um quebra-nozes para abrir uma castanha ou mesmo uma pinça de confeitaria para pegar um doce você está usando algum tipo de alavanca.
Links:
http://www.cdcc.sc.usp.br/roteiros/maquis.htm
http://www.fisica.net/mecanicaclassica/maquinas_simples_alavancas.php
http://www.cbpf.br/~eduhq/html/aprenda_mais/jurema/ficha_planoinclinado.htm
http://www.net-rosas.com.br/~cesario/fisica1/nf46.htm
Créditos
Esquemas das alavancas:
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