As alavancas trocam força por distância — Engenharia, 11–13 anos
Uma alavanca pode facilitar uma tarefa usando uma barra rígida e um ponto de apoio, mas o ganho de força costuma exigir um movimento maior.
Uma alavanca gira em torno de um apoio
Uma alavanca é uma barra rígida que gira em torno de um ponto fixo, chamado apoio ou fulcro. Se empurrares uma parte, outra parte move-se. As distâncias ao apoio são importantes: um braço de esforço comprido pode produzir um efeito de rotação maior do que um curto com o mesmo empurrão.
Porque usar uma alavanca
Algumas tarefas precisam de mais força de rotação do que uma pessoa consegue aplicar confortavelmente, como levantar uma tampa pesada ou desapertar um parafuso preso. Aproximar o apoio da carga dá ao esforço um braço mais comprido. Assim, pode ser necessária menos força, embora o cabo tenha de percorrer uma distância maior.
Levantar com uma alavanca
Uma carga de 60 newtons está a 0,2 metros do apoio. Empurras a 0,6 metros do apoio. Para haver equilíbrio, esforço × braço do esforço é igual a carga × braço da carga. Assim, esforço × 0,6 = 60 × 0,2 = 12, logo o esforço é 20 newtons, ignorando perdas.
Menos força não significa menos trabalho
É tentador pensar que uma alavanca cria energia porque um objecto pesado fica mais fácil de levantar. O erro é compreensível: reparamos no empurrão menor, mas não no movimento mais longo. Uma alavanca troca força por distância: em condições ideais, a energia introduzida é aproximadamente igual à recebida.
As alavancas fazem parte de ferramentas do dia a dia
Um abre-garrafas, um carrinho de mão, uma tesoura e uma pinça usam o princípio da alavanca, embora os apoios estejam em posições diferentes. Os engenheiros escolhem essas posições conforme a tarefa: levantar uma carga, cortar material ou mover um objecto pequeno com precisão. O braço e os dedos também usam ossos e articulações como alavancas.
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