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Maquinas simples - Plano Alavancas
- 1. Máquinas Simples Plano deAlavancas Interfixas, Inter-resistentes e Interpotentes
- 2. Introdução Ao longoda história o homem procurou melhorar suas condições de trabalho, principalmente no que se refere a redução de esforço físico. Para isso o homem utilizou, inicialmente, meios auxiliaries que lhe permitissem realizar trabalhos de modo mais fácil e com o menor gasto possível de sua energia (Força muscular). Esses primeiros meios foram a roda e o plano inclinado, e a alavanca. Comumente chamadas de máquinas simples.
- 3. Mas o quesão máquinas simples? Instrumentos que servem para facilitar a realização do trabalho humano, como elevar, cortar, movimentar, apertar... Isso ocorre através da ampliação ou transmissão da força aplicada pelo homem. As máquinas complexas (carro, bicicleta, guindaste, entre outros) são combinações de seis tipos de máquinas simples: roldana, plano inclinado, a rodo e eixo, parafuso, cunha e a ALAVANCA, a qual abordaremos nesse estudo.
- 4. São exemplos demáquinas simples
- 5. A Alavanca Foicriada por Arquimedes no século IX. Uma frase dita por ele que ficou muito conhecida é: “Dê-me um ponto de apoio e levantarei o mundo...” As Alavancas são máquinas simples que consistem normalmente em uma barra rígida móvel em torno de um ponto fixo, denominado fulcro ou ponto de apoio.
- 6. As Alavancas sãoclassificadas em: 1 - Alavancas de primeira classe ou interfixas – Ponto de apoio situa-se entre a Forca Potente e a Forca resistente. 2 - Alavancas de segunda classe ou inter-resistentes – A Forca resistente esta entre o ponto de apoio e a Forca Potente. 3 - Alavancas de terceira classe ou interpotentes – A Forca Potente esta entre o ponto de apoio e a Forca Resistente.
- 7. Para facilitar acompreensão
- 8. São exemplos dealavancas
- 9. Alavancas do corpohumano Força e resistência aplicadas em lados opostos do eixo. A vantagem mecânica pode ser maior, menor ou igual a 1.. Resistência aplicada entre o eixo e a força. A grande maioria das alavancas do corpo. A vantagem mecânica é sempre menor que 1, pois o braço de força é sempre menor que o braço de resistência. Força aplicada entre o eixo e a resistência. A vantagem mecânica é sempre maior que 1, pois o braço de força é sempre maior que o braço de resistência
- 10. Torque Se forexercida uma força sobre um corpo que possa girar em torno de um ponto central, diz-se que a força gera um torque. A distância perpendicular do ponto de apoio à linha de ação da força é conhecida como braço de alavanca da força. Um método para calcular o torque é multiplicar a força “F” que gerou pelo braço de alavanca “d” (Distancia da forca potente ou resistente ate o ponto de apoio). Equação Torque → 𝑻 = 𝑭𝒙𝒅
- 11. Torque resultante ouMomento Resultante O torque ou momento resultante é a soma dos torques de cada uma das forças que compõem o sistema em relação ao mesmo eixo. Equação do Torque resultante ou Momento resultante → 𝑭𝒓. 𝑩𝒓 − 𝑭𝒑. 𝑩𝒑 = 𝟎
- 12. Equilíbrio Estático DasAlavancas Segundo as Leis de Newton 1ª condição de um corpo em equilíbrio: A força resultante de todas as forças que atuam sobre o corpo deve ser igual a zero. Garante ausência de translação, logo: 2ª condição de um corpo em equilíbrio: O momento resultante de todas as forças que atuam sobre o corpo em relação a qualquer eixo deve ser igual a zero. Garante ausência de rotação, logo: 𝑭 = 𝟎 𝑴 = 𝟎
- 13. Ainda No EquilíbrioEstático Das Alavancas Uma alavanca está em equilíbrio quando o torque total do lado esquerdo for igual ao torque total do lado direito e quando tais condições não se verificam, pode acontecer coisas assim:
- 14. Vantagem mecânica deuma alavanca A eficiência de uma alavanca para mover uma resistência é dada pela vantagem mecânica, sendo braço de força a distância do eixo até a resistência. Dá-se pela seguinte equação: Se 𝑉𝑚 = 1 a força necessária para movimentar uma resistência é exatamente igual à resistência. Privilegia a velocidade e a forca. Se 𝑉𝑚 > 1 a força necessária para movimentar uma resistência é menor do que a resistência. Privilegia a forca. Se 𝑉𝑚 < 1 a força necessária para movimentar uma resistência é maior do que a resistência. Privilegia a velocidade. 𝑽𝒎 = 𝑩𝒓𝒂ç𝒐 𝒅𝒆 𝒇𝒐𝒓𝒄𝒂 𝑩𝒓𝒂ç𝒐 𝒅𝒆 𝒓𝒆𝒔𝒊𝒔𝒕ê𝒏𝒄𝒊𝒂
- 15. Aplicação Qual a forçanecessária que teríamos que fazer (Potência) para erquer uma pedra (Resistência) de 500Kg, sabendo-se que a distância do braço de resistência da alavanca até o ponto de apoio mede 0,30m e a distância do braço de potência até o ponto de apoio mede 1,20m? Dados: Braço de resistência = 0,30m Braço de potência = 1,20m Força potente = ? Massa = 500Kg (500.10=5000N) Obs.: Para transformar peso em Kg para força em N (Newton) basta multiplicar por 10. Resolução: Fp.Bp=Fr.Br 𝑭𝒑. 𝟏, 𝟐𝟎 = 𝟓𝟎𝟎𝟎. 𝟎, 𝟑𝟎 𝑭𝒑. 𝟏, 𝟐𝟎 = 𝟏𝟓𝟎𝟎 𝑭𝒑 = 𝟏𝟓𝟎𝟎 𝟏, 𝟐𝟎 Fp = 𝟏. 𝟐𝟓𝟎𝑵 𝒐𝒖 𝟏𝟐𝟓𝑲𝒈 Calculando a vantagem mecanica: 𝑽𝒎 = 𝑩𝒓𝒂ç𝒐 𝒅𝒆 𝑷𝒐𝒕𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 𝑩𝒓𝒂ç𝒐 𝒅𝒆 𝒓𝒆𝒔𝒊𝒔𝒕ê𝒏𝒄𝒊𝒂 𝑽𝒎 = 𝟏,𝟐𝟎 𝟎,𝟑𝟎 = 𝟒𝑵 > 1 Concluímos que essa alavanca é do tipo inter-resistente e como a vantagem mecanica é maior que 1, privilegia a força.
- 16. O intuitodeste experimento será constatar que ao aumentar o tamanho da alavanca, a força aplicada necessária para levantar um peso no ponto oposto é menor. Vamos a prática? Grupo: