Roteiro Alavanca

ROTEIRO DE AULA: ALAVANCAS

OBJETIVO DA AULA:

Aplicar o princípio da alavanca e as condições de equilíbrio de um corpo rígido;
Classificar as alavancas.
Conceituar vantagem mecânica e caracterizá-la nas alavancas enquanto máquinas simples.

INTRODUÇÃO TEÓRICA:

“Dê-me um lugar para me firmar e um ponto de apoio para minha alavanca que eu deslocarei a Terra” (Arquimedes)

Uma alavanca é uma haste rígida que gira ao redor de um eixo sob a ação de forças que originam torques. Torque é sinônimo de momento de força, MF. Essa grandeza física está associada à rotação de um corpo, e seu valor depende tanto da intensidade, direção e sentido da força quanto de seu ponto de aplicação com relação ao eixo de rotação. O valor do momento de força, MF, é dado por:

[N.m] onde F é a intensidade da força e d é o braço da força.

O sinal (+) é atribuído ao torque que leva a giro no sentido anti-horário e o sinal (-) é atribuído ao torque que leva a giro no sentido horário. Na verdade trata-se uma grandeza vetorial definida pelo produto vetorial entre o vetor força, ,e o vetor posição, , que escreve o ponto de aplicação da força em relação ao eixo de rotação ou pólo.

Equilíbrio estático

O equilíbrio pode ser estático ou dinâmico. Aqui nos interessa as condições de equilíbrio estático. Elas devem garantir que não haja translação nem rotação. Para isso, a soma vetorial de todas as forças atuantes sobre o corpo deve ser nula, resultante nula, para que não haja translação.

Na translação: ou e

No entanto, essa condição não impede que ocorra uma rotação. Basta lembrar do binário de forças. Para garantir que não ocorra uma rotação devemos impor que a soma algébrica dos momentos de força seja zero.

Na rotação: MT = M1 + M2 + ... + MN = 0

Condição de equilíbrio estático: R =  F = 0(translação) e (rotação)

Classificação das alavancas

Numa alavanca distinguimos três forças: a força de ação (ou