Fulcro
Che cosa è il fulcro di una leva?
Il fulcro rappresenta il punto fisso attorno cui l'asta rigida che rappresenta il sistema della leva può ruotare.
A partire dal fulcro si misurano il braccio della potenza e della resistenza.
La distanza tra il fulcro e il punto di applicazione della potenza rappresenta il braccio della potenza.
Viceversa, la distanza tra il fulcro e il punto di applicazione della resistenza rappresenta il braccio della resistenza (per approfondimenti si veda: braccio di una forza).
A seconda del genere di leva il fulcro può trovarsi in mezzo tra resistenza e potenza (leva di primo genere):
o ad un estremo (leva di secondo genere e leva di terzo genere):
Esempi di fulcro
La seguente tabella riporta vari esempi di leve in cui è specificato quale è il fulcro e il genere di leva considerata:
Fulcro e condizione di equilibrio di una leva
La condizione di equilibrio di una leva è che i due momenti, quello della forza resistente e quello della potenza siano uguali:
P ∙ bp = R ∙ br
in cui:
- P è la potenza o forza motrice;
- bp è il braccio della potenza, ovvero la distanza tra il punto di applicazione della forza ed il fulcro;
- R è la forza resistente;
- br è il braccio della forza resistente.
Possiamo dunque concludere che la forza ed il relativo braccio sono inversamente proporzionali.
Guadagno di una leva
Si definisce guadagno di una leva il rapporto tra la forza resistente e la forza motrice:
G = R/P
Dalla equazione:
P ∙ bp = R ∙ br
si ha che:
R / P = bp / br
Pertanto il guadagno di una leva si può esprimere anche in funzione dei bracci:
G = bp / br
Se il guadagno è superiore all'unità la leva sarà vantaggiosa, altrimenti se il guadagno è compreso tra 0 e 1 la leva sarà svantaggiosa.
Se il guadagno è invece pari a 1 la leva è indifferente.
Esercizio
Per sollevare un masso dal peso di 1000 N, un operaio utilizza un'asta metallica rigida lunga 1,5 m e posizione il fulcro a 30 cm dal masso.
Stabilire quale forza deve imprimere l'operaio e il guadagno della leva.
Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: guadagno di una leva.
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