Spieghiamo cos'è una leva, le forze che utilizza e le variabili da considerare. Inoltre, i tipi di leva e gli esempi.
Cos'è una leva?
Una leva è una macchina semplice, cioè un dispositivo in grado di modificare o generare un forza e trasmettere Dislocamento. È composto da una barra rigida di materiale moderatamente resistente, che ruota liberamente su un punto di appoggio chiamato fulcro.
Una leva può essere utilizzata per massimizzare la forza meccanica applicata a un oggetto, aumentarne la velocità o la distanza percorsa, attraverso l'applicazione di una quantità di forza proporzionalmente inferiore.
A seconda della vicinanza o della distanza del fulcro rispetto al corpo da spostare, sarà richiesta una forza applicata maggiore o minore e si otterrà un effetto maggiore o minore.
Tre forze agiscono contemporaneamente su una leva:
- Potenza (P). È la forza applicata volontariamente all'estremità della leva, per generare una reazione. Può essere eseguito manualmente o tramite a peso, o anche motori elettrici oa vapore.
- Resistenza (R). È la forza che deve essere vinta dalla potenza, cioè il peso esercitato sulla leva dal corpo che si vuole muovere e che sarà equivalente, per Legge di azione e reazione, a quello che la leva esercita su di essa.
- Forza di supporto. È la forza esercitata dal fulcro sulla leva, uguale e contraria alle due precedenti, poiché la barra viene trattenuta senza spostarsi sul fulcro.
A loro volta, ci sono altre due variabili da considerare nel caso:
- Braccio di potenza (Bp). È la distanza tra il fulcro e il punto di applicazione del potere.
- Braccio di resistenza (Br). È la distanza tra il fulcro e il carico o corpo da mobilitare.
Tutto quanto sopra è correlato attraverso la seguente formula:
P xbp = R x Br, la potenza per braccio è uguale a resistenza per il tuo.
la leva È stato inventato nel preistoria, e ci sono documenti già nell'antichità mesopotamica del suo uso per pozzi di irrigazione. La prima menzione scritta di una leva viene da Pappo di Alessandria nel suoCollezione matematica , dove compare la tanto famosa citazione del greco Archimede: "Dammi una leva e muoverò il mondo".
Tipi di leva
Esistono tre tipi di leva, a seconda della posizione relativa del punto di resistenza, quella di potenza e il fulcro. Ognuno ha caratteristiche diverse e avrà un effetto relativamente diverso.
- Leva di primo grado. Il fulcro è tra potenza e resistenza, ottenendo che la potenza applicata può essere molto inferiore alla resistenza da superare, cioè massimizza la potenza. Tuttavia, la velocità trasmessa e la distanza percorsa dal corpo vengono sacrificate.
- Leva di secondo grado. La resistenza è tra la potenza e il fulcro, quindi la potenza sarà sempre inferiore alla resistenza, anche se non raggiunge una maggiore Dislocamento né distanza percorsa (ma risparmiando Energia è estremamente utile).
- Leva di terzo grado. La forza esercitata è tra il fulcro, da un lato, e la resistenza, dall'altro. La forza applicata è maggiore di quella risultante, ma è possibile aumentare la velocità trasmessa o la distanza percorsa dal corpo.
Esempi di leve
Alcuni esempi quotidiani di attivazione/disattivazione possono essere:
- Primo grado. L'altalena, le forbici, le pinze, le pinze, le catapulte.
- Secondo grado. La carriola, lo schiaccianoci, una barca a remi, una barella, un sollevatore.
- Terzo grado. Una canna da pesca, un levapunti, una pinzetta per sopracciglia o l'articolazione temporomandibolare del corpo umano.