Le Leve

Una leva è un'asta rigida , che può ruotare intorno a un punto fisso detto : fulcro.

Essa è composta da due bracci solidali fra loro, cioè che ruotano nello stesso angolo  e con la stessa  velocità angolare , incernierati per un'estremità a un fulcro , attorno al quale sono liberi di ruotare .

Si chiama braccio della resistenza , br, la distanza tra il fulcloro e il punto di applicazione della resistenza.Si chiama braccio della potenza,bp. la distanza tra il fulcro e il punto di applicazione della potenza

La lunghezza della leva è uguale alla somma dei due bracci.

Una leva è in equilibrio se il prodotto della potenza,P,per il suo braccio , bp, è uguale al prodotto della resistenza,R, per il suo braccio , br, cioè :

P x bp = R x br

Condizione di equilibrio

Palanca-ejemplo.jpg

La condizione di equilibrio nella leva è la consueta condizione di equilibrio alla rotazione: la somma dei momenti meccanici  ad essa applicate deve essere uguale a zero.

Poiché nella leva l'asse di rotazione è fisso e sono applicate solo due forze, è sufficiente uguagliare i due momenti:

b_1 \cdot  F_1 = b_2 \cdot  F_2,

dove:

  • \vec F_1, è la forza applicata all'estremità del braccio b1 (che farebbe ruotare la leva in un dato verso);
  • \vec F_2 è la forza applicata all'estremità del braccio b2 (che farebbe invece ruotare la leva nel verso opposto).

Segue \frac {b_1}{b_2} = \frac {F_2}{F_1}, ovvero il braccio e la forza su di esso applicata sono inversamente proporzionali.

Vantaggio meccanico 


Dalla condizione di equilibrio segue che imprimendo all'estremità del braccio lungo della leva un movimento con una determinata forza, l'estremità del suo braccio corto si muoverà con una forza moltipli di un fattore b1/b2, anche se percorrerà un cammino ridotto dello stesso fattore, e viceversa se l'azione viene invece compiuta sul braccio corto. Il rapporto tra le dimensioni dei bracci determina quindi il rapporto tra forza resistente e forza da applicare.

Classificazione delle leve 

Le leve : vantaggiose -  svantaggiose e indifferenti.

Una leva è :

  1.   Vantaggiosa, se permette di equilibrare una forza resistente maggiore impiegando una potenza (forza motrice) minore;
  2. Svantaggiosa , se l'equilibrio è raggiunto impiegando una potenza maggiore di quella resistente;
  3. Indifferente, se l'equilibrio si raggiunge impiegando una potenza di intensità uguale a quella resistente
  • leve di primo genere: il fulcro si trova tra le due forze (interfulcrate); possono essere vantaggiose, svantaggiose o indifferenti;
  • leve di secondo genere: la forza resistente si trova tra fulcro e forza motrice (o potenza)(interresistente); sono sempre vantaggiose;
LeverSecondClass.svg
  • leve di terzo genere: la forza motrice (potenza) si trova tra fulcro e forza resistente (interpotente); sono sempre svantaggiose.
ThirdClassLever.svg

Esempi di leve

Leva Fulcro Forza resistente Forza applicata Tipo
Forbici
Cerniera Oggetto da tagliare Impugnatura I
Carriola Asse della ruota Peso da trasportare Manici II
Braccio umano Gomito Oggetto sorretto dalla mano Bicipite III
Prendi ghiaccio Perno Cubetto di ghiaccio Mano III
Pinzetta Perno Oggetto da prendere (ad esempio: pelo, francobollo) Dita III
Pinza per i carboni ardenti Perno Oggetto da prendere (carbone) Dita III

 

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Visualizzato commento 2 di 2 : vedi tutti
Piuttasto bello, ma si può ancora migliorare
Inviato 20:34, 10 Feb 2012 ()
ok
Inviato 12:03, 14 Feb 2012 ()
Visualizzato commento 2 di 2 : vedi tutti
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