Alavanca

A alavanca é um equipamento rígido que fornece uma vantagem mecânica, já que ele multiplica a força que empregamos sobre os corpos.

A alavanca é uma máquina simples que diminui o esforço empregado na realização de uma atividade árdua. Ela pode ser interfixa, inter-resistente ou interpotente dependendo da localização do ponto de apoio, da força resistente e da força potente.

Resumo sobre alavanca

A alavanca é uma ferramenta física dotada de ponto de apoio, força resistente e força potente.
O produto da força potente pela sua distância até o eixo é igual ao produto da força resistente pela sua distância até o eixo.
As alavancas servem para quebrar castanhas, remover coisas delicadamente, pescaria e muito mais.
As alavancas podem ser interfixas, inter-resistentes e interpotentes.
A relação entre a força potente, a força resistente e as suas distâncias até o ponto de apoio faz com que a alavanca funcione.

O que é alavanca?

A alavanca é um equipamento rígido que fornece uma vantagem mecânica, já que ele multiplica a força que empregamos sobre os corpos. Dessa forma, realizamos as tarefas com o mínimo de esforço.

Os elementos das alavancas são o ponto de apoio, a força resistente e a força potente.

Ponto de apoio: é o local em que a alavanca rotaciona.
Força resistente: é aquela que impede o movimento.
Força potente: é aquela que executa o movimento.

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Fórmula da alavanca

F_p ∙ d_p = F_r ∙ d_r

F_p → força potente, medida em Newton [N].
d_p → distância da força potente, medida em metros [m].
F_r → força resistente, medida em Newton [N].
d_r → distância da força resistente, medida em metros [m].

Para que serve a alavanca?

A alavanca pode ser empregada em diversas situações a fim de facilitar o trabalho humano. Pensando nisso, selecionamos abaixo algumas dessas situações em que ela pode ser utilizada:

Erguer objetos pesados.
Transportar objetos pesados.
Descer objetos pesados.
Cortar objetos.
Remover coisas delicadamente.
Quebrar castanhas.
Pescar animais.

Quais os tipos de alavanca?

Os tipos de alavanca são alavanca interfixa, alavanca inter-resistente e alavanca interpotente.

→ Alavanca interfixa

A alavanca interfixa é o tipo de alavanca em que a força potente e a força resistente estão nas extremidades e o ponto de apoio está no meio, entre elas, como na imagem abaixo:

Exemplos de alavancas interfixas: cortador de unha, alicate, prendedor de roupa, tesoura.

→ Alavanca inter-resistente

A alavanca inter-resistente é o tipo de alavanca em que a força potente e o ponto de apoio estão nas extremidades e a força resistente está no meio, entre elas, como na imagem abaixo:

Exemplos de alavancas inter-resistentes: carrinho de mão, porta, fole de ferreiro, carrinho de transporte, abridor de garrafas.

→ Alavanca interpotente

A alavanca interpotente é o tipo de alavanca em que a força resistente e o ponto de apoio estão nas extremidades e a força potente está no meio, entre elas, como na imagem abaixo:

Alavanca interportente, um dos tipos de alavanca. — Alavanca interportente.

Exemplos de alavancas interpotentes: vara de pesca, pinça, faca, grampeador, pá, vassoura.

Como funciona a alavanca?

De acordo com o polímata Arquimedes de Siracusa (287 a.C. – 212 a.C.), as alavancas funcionam em razão da proporcionalidade entre a força potente e a força resistente com as suas distâncias até o ponto de apoio. Quanto mais longe aplicarmos a força potente do ponto de apoio, menos esforço será necessário para ocorrer o movimento.

Exercícios resolvidos sobre alavanca

Questão 1

(UFRGS) A barra da figura é um corpo rígido de peso desprezível, apoiada no ponto P.

Ilustração de uma alavanca em exercício da UFRGS sobre alavanca.

Qual o módulo da força F que mantém a barra em equilíbrio mecânico na posição horizontal?

A) 10 N

B) 20 N

C) 30 N

D) 40 N

E) 60 N

Resolução:

Alternativa A.

Primeiramente, transformaremos de centímetros para metros:

60 cm = 0,06 m

30 cm = 0,03 m

Por fim, calcularemos a força F por meio da fórmula de alavanca:

F_p ∙ d_p= F_r ∙ d_r

F ∙ 0,06 = 20 ∙ 0,03

F ∙ 0,06 = 0,6

$F= \frac {0,6}{0,06}$

F=10 N

Questão 2

(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 alavancas diferentes: no pé (1), no braço/antebraço (2) e na cabeça (3).

Três diferentes tipos de alavanca do nosso corpo em exercício da Acafe sobre alavanca.

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 tem alavanca inter-resistente, já que a força resistente está entre a força potente e o ponto de apoio. No braço tem alavanca interpotente, já que a força potente está entre a força resistente e o ponto de apoio. Na cabeça tem alavanca interfixa, já que o ponto de apoio está entre a força potente e a força resistente.

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.

Publicado por Pâmella Raphaella Melo