Como funciona a alavanca composta

Uma alavanca composta é um sistema que consiste em duas ou mais alavancas simples trabalhando juntas para transmitir força e movimento. Em uma alavanca composta, a força ou movimento de saída de uma alavanca torna-se a força ou movimento de entrada para a próxima alavanca.. Este arranjo permite que a alavanca composta obtenha uma maior vantagem mecânica ou amplifique a força aplicada, facilitando a movimentação de cargas pesadas ou a execução de tarefas que exijam força significativa.

Aqui está uma explicação passo a passo de como funciona uma alavanca composta:

1. O usuário aplica um esforço (força de entrada) na primeira alavanca do sistema.
2. A primeira alavanca amplifica a força de entrada com base na sua vantagem mecânica, que é determinada pela relação entre os comprimentos do seu braço de esforço e do braço de carga.
3. A força amplificada da primeira alavanca é então aplicada como força de entrada na segunda alavanca.
4. A segunda alavanca amplifica ainda mais a força com base na sua vantagem mecânica.
5. Caso existam alavancas adicionais no sistema, a força é transmitida e amplificada através de cada uma delas, seguindo o mesmo processo.
6. A alavanca final do sistema aplica a força de saída (ou carga) ao ponto desejado, facilitando a movimentação ou manipulação da carga.

Alavancas compostas são frequentemente usadas em aplicações onde é necessária uma grande vantagem mecânica, como em máquinas pesadas, ferramentas manuais e sistemas de elevação. Ao combinar múltiplas alavancas simples, uma alavanca composta pode alcançar uma vantagem mecânica maior do que uma alavanca única, tornando-a mais eficiente na execução de tarefas que exigem força significativa.

Qual é o cálculo de uma alavanca composta?

Para determinar a força de saída, é necessário calcular a vantagem mecânica total (MA) do sistema de alavanca composto e depois multiplicá-la pela força de entrada (esforço). A vantagem mecânica total é obtida multiplicando as vantagens mecânicas de cada alavanca individual do sistema.

Diagrama de uma alavanca composta

Aqui está a fórmula geral para calcular a vantagem mecânica (MA) de uma alavanca única:

MA = Distância do Esforço ao Fulcro (DE) / Distância da Carga ao Fulcro (DL)

Para um sistema de alavancas composto com duas alavancas, você calcularia a vantagem mecânica de cada alavanca e depois multiplicaria os dois valores:

MA total = MA da alavanca 1 × MA da alavanca 2

Se o sistema de alavancas composto tiver mais de duas alavancas, você poderá estender esse método multiplicando as vantagens mecânicas de todas as alavancas individuais:

MA total = MA da alavanca 1 × MA da alavanca 2 × ... × MA da alavanca n

Finalmente, para calcular a força de saída (F_out) do sistema de alavanca composto, multiplique a vantagem mecânica total pela força de entrada (F_in):

F_out = Total MA × F_in

Observe que este cálculo não pressupõe perdas de energia devido ao atrito ou outras ineficiências no sistema. Em aplicações do mundo real, pode ser necessário levar em conta tais fatores para obter resultados precisos.

Calculadora de alavanca composta

Alavanca 1

Alavanca 2

Força de entrada

Resultados

Exemplo de uma alavanca composta

Uma prensa é um tipo de mecanismo de alavanca composto. Eles são usados ​​na maioria das fábricas de fabricação e máquinas. Este tipo de mecanismo é usado porque a força de entrada é geralmente aplicada por um ser humano com capacidades de força limitadas; no entanto, a força necessária para perfurar uma chapa de aço é muitas magnitudes maiores do que isso e, portanto, uma alavanca composta é necessária para Amplifique a força de entrada humana para criar uma força de saída 10 vezes maior, ou o suficiente para perfurar uma placa de aço.