Alavancas

 Alavancas são máquinas simples capazes de multiplicar a força que é aplicada a um corpo ou objeto, quando apoiadas em um ponto fixo. Existem três tipos de alavancas, que diferem entre si de acordo com os pontos de aplicação das forças:

• interfixas;

• inter-resistentes;

• interpotentes.

O princípio de funcionamento das alavancas foi descrito no século III a.C. pelo filósofo Arquimedes.

Veja também: Torque ou momento de uma força

Tipos de alavanca

As alavancas são objetos rígidos que podem ser usados para mover ou segurar corpos de difícil manuseio ou ainda muito pesados. De acordo com o seu tamanho e os pontos onde ocorre a aplicação das forças, as alavancas são capazes de promover uma grande vantagem mecânica, isto é, multiplicar a intensidade da força produzida.

A vantagem mecânica das alavancas depende diretamente da distância entre o ponto de aplicação da força potente e o ponto de apoio. Quanto maior for essa distância, comumente chamada de “braço”, menor será o esforço necessário.

A grandeza física relacionada com o efeito produzido pelas alavancas é o momento de uma força, também chamado de torque. O momento de uma força é uma grandeza vetorial que pode ser calculada por meio de uma operação matemática conhecida como produto vetorial ou produto externo. Para saber mais sobre operações com vetores, acesse nosso artigo específico: Vetores.

Em todos os tipos de alavancas, há pelo menos três forças em ação: a força potente, a força resistente e a força normal, que são, respectivamente, a força que tenta mover o corpo, o peso do corpo e a força exercida sobre o ponto de apoio.

Existem três tipos distintos de alavanca:

• Alavancas interfixas: o ponto de apoio fica entre os pontos onde se aplica a força potente e o ponto onde se encontra o peso do objeto a ser movido.

• Alavancas inter-resistentes: a força peso é aplicada entre o ponto de apoio e a força potente.

• Alavanca interpotente: o ponto de aplicação da força potente está localizado entre o ponto de apoio e o ponto onde atua a força peso do corpo a ser movido.

Exemplos de alavancas

As alavancas existem em diferentes configurações e são usadas para tarefas distintas, por isso é importante conhecer alguns exemplos reais dos tipos de alavancas.

• Alavancas interfixas: alicates, tesouras e gangorras.

• Alavancas inter-resistentes: quebra-nozes, abridor de garrafas, carrinho de mão.

• Alavancas interpotentes: pinça, cortador de unhas.

• P – força potente

• A – ponto de apoio

• R – força resistente

Leia também: Forças dissipativas — aquelas que ocasionam “perdas” de energia mecânica

Exercícios resolvidos sobre alavancas

Questão 1 — (CFT-MG) A ilustração seguinte mostra o deslocamento dos remadores em um lago, sendo que os remos são considerados alavancas.

Um estudante, ao analisar essa situação, na margem do lago, afirmou que

I. a alavanca é do tipo interfixa.

II. o ponto fixo da alavanca encontra-se na água.

III. o braço da força resistente é menor que o da força potente.

IV. a força da água sobre o barco é menor que a exercida pelos remadores.

São corretas apenas as afirmativas

a) I e II.

b) I e IV.

c) II e III.

d) III e IV.

Resolução:

Vamos analisar as alternativas:

a) FALSA. O ponto de apoio encontra-se na água.

b) VERDADEIRA.

c) FALSA. O “braço” da força potente é a distância entre o ponto onde se aplica a força potente no remo até o ponto de apoio, que, nesse caso, fica na água.

d) VERDADEIRA.

Com base na análise das alternativas, a resposta correta é a letra C.

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).

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:

Como sabemos, as alavancas inter-resistentes são aquelas em que a força resistente é aplicada entre o ponto de apoio e o ponto de aplicação da força potente, o que pode ser observado na primeira imagem. Na segunda imagem, onde se vê o braço, percebe-se que a força potente é aplicada entre os pontos de apoio e a força resistente, portanto a única alternativa correta é a letra D.