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Escolas

| João de Araújo Correia Peso da Régua

Educação Tecnológica 7.º ano de escolaridade Nome:_______________________________________________________________n.º ____ Turma: ___ Ficha Informativa

___ / ___ / 201__

Alavanca - Constituição Uma alavanca é uma máquina simples, constituída por uma barra rígida que pode girar em torno de um ponto de apoio.

O ponto de apoio designa-se por fulcro (F).

Função Imagina que pretendes levantar o pedregulho da figura anterior, que pesa 120 Kg. Serás que conseguirás levantá-lo usando apenas a tua força? Dificilmente o conseguirias a não ser que utilizasses uma alavanca para te auxiliar.

Por exemplo, se a distância entre o ponto (P) da barra rígida, onde aplicas a tua força, e o fulcro (F) for seis vezes maior que a distância do pedregulho ao fulcro, apenas precisarás de fazer uma força de 20 Kg para levantares o pedregulho de 120 Kg. Podemos então concluir que:  

As alavancas são máquinas simples que têm a função de transmitir uma força. As alavancas ampliam a nossa força. No exemplo anterior, apenas necessitavas de fazer uma força de 20 Kg para levantares o pedregulho de 120 Kg.


Equação de Equilíbrio de uma alavanca Numa alavanca temos a considerar:

Potência (P) - é o valor da força que fazemos para vencer a resistência, ou seja, a carga (pedregulho no exemplo anterior)

Braço da Potência (BP) – é a distância que vai do fulcro (F) ao ponto de aplicação da potência

Resistência (R) – é o valor da força resistente, ou seja, o peso da carga que queremos vencer (levantar ou transportar)

Braço da Resistência (BR) – é a distância que vai do fulcro ao ponto de aplicação da força resistente (R)

A equação de equilíbrio de uma alavanca é:

P x BP = R x BR Exercício de aplicação: 1- Calcula o valor da potencia (P) necessária para levantar o pedregulho (carga) de 120 Kg. P é a nossa incógnita P x BP = R x BR P x 6 = 120 x 1

P = 20 Kg Concluindo é necessário exercer uma força mínima de 20Kg para levantar o pedregulho de 120 Kg 2- Calcula a distância do miúdo de 25 Kg ao fulcro (ponto de apoio do baloiço) para que possa levantar o outro miúdo de 50 Kg, sabendo que este dista 2 metros do fulcro? BP  é agora a nossa incógnita P x BP = R x BR 25 x BP = 50 x 2 25 x BP = 100

A criança de 25 Kg terá de estar a 4m de distância do apoio do baloiço para conseguir levantar a outra criança de 50 Kg.

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Vejamos agora que o esforço que realizamos para vencer uma determinada carga depende da posição relativa da potência (P) e da resistência (R) em relação ao fulcro (F). Para formares uma ideia, calcula o valor da potência (P) para elevares uma carga de 50 Kg em cada uma das situações representadas nas figuras seguintes: Esquema da alavanca

Cálculo da potência (P)

a)

P x BP = R x BR

b)

P x BP = R x BR

c)

P x BP = R x BR

Pelos cálculos que efectuaste devemos concluir: 

quanto maior for a distância a que nos situamos do ponto de apoio, menor será a potência que necessitamos aplicar. Já no século III, a.C. Arquimedes escreveu ao rei Hierão de Siracusa: "Dê-me uma alavanca e um ponto de apoio que eu levanto a Terra". Pelo que agora sabes sobre as alavancas não estranhas esta afirmação de Arquimedes. A dificuldade está em arranjar uma alavanca muitíssimo comprida e suficientemente rígida para suportar o peso da Terra. As alavancas são utilizadas pelo homem desde há muito tempo para realizar operações em que há necessidade de se obterem forças de grande intensidade a partir de forças pouco intensas. Por exemplo, os Egípcios usaram as alavancas para levantarem os enormes pedregulhos com que construíram as pirâmides.

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Tipos de alavancas Existem três tipos de alavancas dependendo da posição relativa dos pontos de aplicação da Resistência e da Potência relativamente ao fulcro (ponto de apoio)

Alavanca “Interfixa”

Exemplos

O ponto de apoio (fulcro) está entre o ponto de aplicação da potência (P) e o ponto de aplicação da resistência (R)

Alavanca “Inter-resistente” O ponto de aplicação da resistência (R) está entre o ponto de apoio (fulcro) e o ponto de aplicação da potência (P)

Alavanca “Inter-potente” O ponto de aplicação da potência está entre o ponto de apoio (fulcro) e o ponto de aplicação da resistência (carga)

Exercício Em cada um dos esquemas de alavancas acima representados, indica o braço da resistência (BR) e o braço da potência (BP).

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Estamos rodeados de objectos cujo funcionamento se baseia no princípio de funcionamento das alavancas.

Alavancas no corpo humano

O antebraço é uma alavanca interpotente. O peso do corpo sustentado pela mão é a força resistente; a força potente é exercida pelos músculos bíceps. O ponto de apoio é o cotovelo.

O pé é uma alavanca inter-resistente quando estamos erguendo o corpo, ficando na ponta do pé. O peso do nosso corpo, transmitido através dos ossos tíbia e perônio, é a força resistente; a força potente é exercida pelos músculos gêmeos, que formam a barriga da perna. Esses músculos prendem-se ao calcanhar pelo tendão de Aquiles. O ponto de apoio é a ponta do pé. A cabeça é uma alavanca interfixa quando inclinamos para trás ou para frente. O peso da cabeça é a força resistente; a força potente é exercida pelos músculos do pescoço. A articulação da cabeça com a coluna vertebral define o ponto de apoio.

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Se não compreendermos o uso das ALAVANCAS, algo pode dar errado:

Resolve o seguinte exercício: 1.1- Identifica o tipo de alavanca que o carrinho de mão representa. 1.2 - Calcula a força que um pedreiro tem de fazer para carregar 80 kg de pedra com a ajuda de um carrinho de mão que possui 1,80 metros de comprimento. A distância entre o centro de gravidade do volume de pedra até o centro da roda do carrinho é 90 cm.

Solução: 1.1 – o carrinho de mão é uma alavanca do tipo inter-resistente. 1.2 – De acordo com os dados, temos: braço de resistência = 90 cm = 0,9 m braço de potência = 1,80 m resistência = 80 kg Portanto:

R x BR = P x BP 80 x 0,9 = P x 1,80 72 = P x 1,80

O pedreiro necessita fazer uma força com metade do peso do volume de pedra para erguer o carrinho e transportar a carga. 2- Supõe que usas uma barra para deslocar uma pedra de 80 Kg. Se a distância do fulcro ao ponto de aplicação da potência é de 1,5 m e o braço de resistência é de 30 cm que força terás que exercer para moveres a pedra?

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Estudo das Alavancas  

Ficha informativa para Educação Tecnológica

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