A alavanca é todo equipamento rígido que simplifica o movimento dos corpos, sendo dotada de um ponto de apoio, força potente e força resistente, que dependendo das suas posições podem classificar as alavancas como interfixa, inter-resistente ou interpotente.
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Tópicos deste artigo
- 1 - Resumo sobre alavanca
- 2 - O que é uma alavanca?
- 3 - Como funciona a alavanca?
- 4 - Quais são os tipos de alavanca?
- 5 - Qual a importância da alavanca?
- 6 - Exercícios resolvidos sobre alavanca
Resumo sobre alavanca
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As alavancas são os aparatos usados para diminuir o esforço feito na movimentação dos corpos.
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Funcionam por causa da relação da força potente, força resistente e as suas distâncias até o ponto de apoio.
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Quanto mais longe for a aplicação da força potente sobre o ponto de apoio do corpo, menos trabalho precisará ser feito.
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Os tipos de alavanca são: alavanca interfixa, alavanca inter-resistente e alavanca interpotente.
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A alavanca é uma ferramenta extremamente importante na simplificação de trabalhos árduos ou que não somos capazes de realizar sozinhos.
O que é uma alavanca?
A alavanca é uma máquina simples que pode ser dotada de eixos fixos ou giratórios que oferecem uma vantagem mecânica, multiplicando a força aplicada sobre um corpo e permitindo a realização de uma tarefa sem grandes esforços. A alavanca é constituída de três elementos, sendo eles os seguintes:
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Força resistente: é a força que o corpo faz para resistir ao movimento.
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Força potente: é a força feita para provocar o movimento de um corpo.
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Ponto de apoio: é o ponto no qual a alavanca rotaciona.
Como funciona a alavanca?
No século III a.C., o polímata Arquimedes de Siracusa (287 a.C. – 212 a.C.) foi o responsável por explicar como a alavanca funciona; ele afirmou que as alavancas funcionam por causa da relação que existe entre a distância do ponto de apoio, a aplicação da força resistente e a aplicação da força potente. Essa relação é representada matematicamente pela fórmula:
\(F_{\text{p}} \cdot d_{\text{p}} = F_{\text{r}} \cdot d_{\text{r}} \)
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\({F_p}\) → força potente, medida em Newton [N].
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\({d_p}\) → distância da força potente, medida em metros [m].
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\({F_r}\) → força resistente, medida em Newton [N].
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\({d_r}\) → distância da força resistente, medida em metros [m].
De acordo com ela, quanto mais distante empregarmos a força potente sobre o ponto de apoio do corpo, menos esforço terá que ser feito para realizar a atividade.
Quais são os tipos de alavanca?
As alavancas podem ser classificadas em interfixa, inter-resistente ou interpotente.
→ Alavanca interfixa
A alavanca interfixa é a alavanca que possui o ponto de apoio entre a força potente e a força resistente, como na imagem abaixo:
Alguns exemplos de alavancas interfixas são as gangorras, tesouras, martelos e alicates.
→ Alavanca inter-resistente
A alavanca inter-resistente é a alavanca que possui a força resistente entre a força potente e o ponto de apoio, como na imagem abaixo:
Alguns exemplos de alavancas inter-resistentes são os quebra-nozes, carrinhos de mão e abridores de garrafas.
→ Alavanca interpotente
A alavanca interpotente é a alavanca que possui a força potente entre a força resistente e o ponto de apoio, como na imagem abaixo:
Alguns exemplos de alavancas interpotentes são as pinças, cortadores de unhas, varas de pescar e o exercício de musculação chamado de rosca direta com halteres.
Qual a importância da alavanca?
A alavanca é uma ferramenta extremamente importante na simplificação de trabalhos árduos ou que não somos capazes de realizar sozinhos, tais como:
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levantamento, abaixamento ou carregamento de objetos que têm muita massa, como pianos, sofás, automóveis;
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remover tampas massivas ou com dimensões elevadas, como tampas de boeiros;
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recortar, remover ou quebrar objetos, como tesouras, alicates, pinças e quebra-nozes.
Acesse também: Torque — agente da rotação produzido sempre que aplicamos uma força sobre um braço de alavanca
Exercícios resolvidos sobre alavanca
Questão 1
(Acafe) Basicamente, uma alavanca é uma barra que pode girar em torno de um ponto de apoio, chamado de polo. Mesmo no nosso corpo existem muitas alavancas, já que existem muitas partes articuláveis. Na figura a seguir vemos o exemplo de três tipos de alavancas diferentes: no pé (1), no braço/antebraço (2) e na cabeça (3).
A alternativa correta que mostra na sequência (1), (2) e (3) a classificação conforme a posição do ponto de apoio em relação às forças aplicadas é:
A) interfixa, interpotente e inter-resistente.
B) inter-resistente, interfixa e interpotente.
C) interpotente, interfixa e inter-resistente.
D) inter-resistente, interpotente e interfixa.
Resolução:
Alternativa D.
No pé, a força resistente está entre a força potente e o ponto de apoio, então temos uma alavanca inter-resistente; no antebraço, a força potente está entre a força resistente e o ponto de apoio, então temos uma alavanca interpotente; já na cabeça, o ponto de apoio está entre a força potente e a força resistente, então temos uma alavanca interfixa.
Questão 2
(Enem) Em um experimento, um professor levou para a sala de aula um saco de arroz, um pedaço de madeira triangular e uma barra de ferro cilíndrica e homogênea. Ele propôs que fizessem a medição da massa da barra utilizando esses objetos. Para isso, os alunos fizeram marcações na barra, dividindo-a em oito partes iguais, e em seguida apoiaram-na sobre a base triangular, com o saco de arroz pendurado em uma de suas extremidades, até atingir a situação de equilíbrio.
Nessa situação, qual foi a massa da barra obtida pelos alunos?
A) 3.00 kg
B) 3,75 kg
C) 5.00 kg
D) 6.00 kg
E) 15.00 kg
Resolução:
Alternativa E.
Calcularemos a massa da barra obtida pelos alunos, através da fórmula de alavanca, em que a força resistente é a força que o saco de arroz faz e a força potente é a força peso:
\(F_{\text{p}} \cdot d_{\text{p}} = F_{\text{r}} \cdot d_{\text{r}} \)
\(F_{\text{p}} \cdot d_{\text{p}} = F_{\text{arroz}} \cdot d_{\text{arroz}} \)
\(P_{\text{p}} \cdot d_{\text{p}} = P_{\text{arroz}} \cdot d_{\text{arroz}} \)
\(m_{\text{p}} \cdot g \cdot d_{\text{p}} = m_{\text{arroz}} \cdot g \cdot d_{\text{arroz}} \)
\(m_{\text{p}} \cdot 10 \cdot 1 = 5 \cdot 10 \cdot 3 \)
\(m_{\text{p}} \cdot 10 \cdot 1 = 5 \cdot 10 \cdot 3 \)
\(m_{\text{p}} \cdot 10 = 150 \)
\(m_{\text{p}} = \frac{150}{10} \)
\(m_{\text{p}} = 15 \, \text{kg} \)
Fontes
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física: Mecânica. 8. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2009
NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: Mecânica (vol. 1). 5 ed. São Paulo: Editora Blucher, 2015.
