Come funziona la leva composta

Una leva composta è un sistema che consiste in due o più semplici leve che lavorano insieme per trasmettere forza e movimento. In una leva composta, la forza di uscita o il movimento da una leva diventa la forza di ingresso o il movimento per la leva successiva. Questa disposizione consente alla leva composta di ottenere un vantaggio meccanico maggiore o amplificare la forza applicata, rendendo più facile spostare carichi pesanti o eseguire compiti che richiedono una forza significativa.

Ecco una spiegazione passo-passo di come funziona una leva composta:

1. L'utente applica uno sforzo (forza di input) sulla prima leva del sistema.
2. La prima leva amplifica la forza di input in base al suo vantaggio meccanico, che è determinato dal rapporto tra le lunghezze del braccio di sforzo e del braccio di carico.
3. La forza amplificata dalla prima leva viene quindi applicata come forza di input alla seconda leva.
4. La seconda leva amplifica ulteriormente la forza in base al suo vantaggio meccanico.
5. Se ci sono leve aggiuntive nel sistema, la forza viene trasmessa e amplificata tramite ciascuna, seguendo lo stesso processo.
6. La leva finale nel sistema applica la forza di uscita (o il carico) al punto desiderato, rendendo più facile spostare o manipolare il carico.

Le leve composte sono spesso utilizzate in applicazioni in cui è richiesto un grande vantaggio meccanico, ad esempio in macchinari pesanti, strumenti manuali e sistemi di sollevamento. Combinando più leve semplici, una leva composta può ottenere un vantaggio meccanico maggiore rispetto a una singola leva, rendendolo più efficiente nell'esecuzione di compiti che richiedono una forza significativa.

Qual è il calcolo per una leva composta?

Per determinare la forza di uscita, è necessario calcolare il vantaggio meccanico totale (MA) del sistema a leva composta e quindi moltiplicarlo per la forza di ingresso (sforzo). Il vantaggio meccanico totale si ottiene moltiplicando i vantaggi meccanici di ogni singola leva nel sistema.

Diagramma di una leva composta

Ecco la formula generale per il calcolo del vantaggio meccanico (MA) di una singola leva:

Ma = distanza dallo sforzo al fulcrum (de) / distanza dal carico a fulcrum (dl)

Per un sistema a leva composta con due leve, si calcola il vantaggio meccanico di ciascuna leva e quindi moltiplica i due valori:

Totale Ma = Ma della leva 1 × Ma della leva 2

Se il sistema a leva composti ha più di due leve, è possibile estendere questo metodo moltiplicando i vantaggi meccanici di tutte le singole leve:

Totale Ma = Ma della leva 1 × Ma della leva 2 × ... × Ma della leva n

Infine, per calcolare la forza di uscita (F_OUT) del sistema a leva composta, moltiplica il vantaggio meccanico totale per la forza di input (F_IN):

F_out = totale Ma × f_in

Si noti che questo calcolo non presuppone perdite di energia dovuta a attrito o altre inefficienze nel sistema. Nelle applicazioni del mondo reale, potrebbe essere necessario tenere conto di tali fattori per ottenere risultati accurati.

Calcolatrice della leva composta

Leva 1

Leva 2

Forza di input

Risultati

Esempio di leva composta

Una stampa è un tipo di meccanismo a leva composta. Sono usati nella maggior parte delle fabbriche di fabdion e mecahine. Questo tipo di meccanismi viene utilizzato perché la forza di input viene generalmente applicata da un essere umano con capacità di forza limitata, tuttavia, la forza necessaria per colpire un foro attraverso un foglio di acciaio è molte magnitudini più di questo, e quindi è necessaria una leva composta Amplificare la forza di input umana per creare una forza di uscita più 10 volte o abbastanza per colpire una piastra in acciaio.