Le leve
Classificazione delle leve
Una leva è una macchina semplice utilizzata per svariata usi, come sollevare, tagliare o spostare un oggetto impiegando la minor forza possibile.
Componenti di una leva
Solitamente una leva è costituita da un'asta rigida su cui agiscono due forze, dette rispettivamente resistenza e potenza o forza motrice, ed indicate con R e P.
L'asta può ruotare attorno ad un punto fisso che viene detto fulcro della leva.
La distanza tra il punto di applicazione della forza resistente ed il fulcro si dice braccio della resistenza, br, mentre la distanza tra il punto di applicazione della forza motrice ed il fulcro è detto braccio della potenza bp.
Equilibrio di una leva
L'equilibrio di una leva si ottiene quando il momento della forza resistenza uguaglia quello della forza motrice, ovvero quando il prodotto della forza resistenza per il proprio braccio è uguale la prodotto della potenza per il braccio della potenza:
R ∙ br = P ∙ bp
Per approfondimenti: braccio di una forza e momento di una forza.
Leve vantaggiose e leve svantaggiose
Se la forza motrice necessaria per compiere il lavoro attraverso una leva risulta minore della forza resistente allora si dice che la leva è vantaggiosa.
Viceversa se la potenza impiegata risulta maggiore della resistenza allora la leva si dice svantaggiosa.
Classificazione delle leve
Le leve possono essere classificate in tre generi, a seconda della posizione del fulcro rispetto alle due forze, potenza e resistenza.
Nelle leve di primo genere il fulcro si trova tra il braccio della potenza e quello della resistenza, per questo esse sono anche dette leve interfulcrate.
Se il braccio della forza motrice è maggiore di quella della resistenza, allora la leva sarà vantaggiosa, svantaggiosa nel caso contrario.
Un esempio di leva di primo genere sono le forbici:
Nella figura sopra possiamo osservare come il braccio della forza motrice sia superiore a quello della forza resistenza, per cui la leva è di tipo vantaggiosa; tuttavia esistono anche delle forbici con lama molto più lunga per effettuare tagli di precisione. In questo caso il braccio della resistenza è maggiore di quello della potenza: si impiegherà dunque più fatica per il taglio, ma si ottiene un risultato più preciso. Quindi anche una leva svantaggiosa ha la sua funzionalità.
Nelle leve di secondo genere la resistenza è posta tra il fulcro e la potenza ed il fulcro rappresenta un'estremità.
Le leve di secondo genere sono sempre vantaggiose in quanto il braccio bm della forza motrice Fm corrisponde all'intera lunghezza della leva, mentre il braccio della resistenza è solo una parte di essa.
Due esempi di leve di secondo genere sono lo schiaccianoci o la carriola.
Nelle leve di terzo genere infine il fulcro si trova ad un'estremità, mentre la forza motrice si applica tra fulcro e resistenza, quindi la potenza si viene a trovare tra fulcro e resistenza:
Il braccio bm della forza motrice sarà sempre minore del braccio br della forza resistenza, dunque la leva di terzo genere sarà sempre svantaggiosa.
Tuttavia l'applicazione di questo genere di leve è molto importante, in quanto sono necessarie per manipolare ed afferrare oggetti di piccole dimensioni e di poco peso, che richiedono uno sforzo non ingente ma che permettono di svolgere lavori di precisione.
Le pinzette sono un tipico esempio di leve di terzo genere: ci consentono di afferrare oggetti molto piccoli, come francobolli o o piccole viti.
Esercizi sulle leve
Li trovi qui: esercizi sulle leve.
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