Física Aplicada - Princípio das Alavancas
Autor: André Brito | Publicado: 2012-09-02T17:37:00-03:00




Estática do Corpo Extenso - Alavancas







Uma barra rígida, que pode ser reta ou curva, móvel em torno
de um de seus pontos chamado fulcro ou ponto de apoio (A).



O ganho mecânico proporcionado pelas ferramentas deve-se a uma
grandeza física definida como TORQUE.



T = F x d 



Onde d é o braço de alavanca, distância entre a linha de ação da
força e o eixo de rotação adotado e F representa o módulo da força.



Notas: 



1-O Torque é também chamado de MOMENTO, deve-se, entretanto,
evitar esse último termo, já que existem outras grandezas físicas que usam essa
denominação. Exemplos: Momento Linear, Momento Angular, Momento de Inércia.



2- O Torque é uma grandeza vetorial, no entanto, iremos dar mais
atenção a sua aplicabilidade no dia a dia, não mencionando maiores detalhes.



3-A unidade de Torque no Sistema Internacional é N.m



Equilíbrio de Corpos
Extensos



Para que um corpo rígido esteja em
equilíbrio, além de não se mover aceleradamente, este corpo não pode girar. Por
isso precisa satisfazer duas condições:

1.A
resultante das Forças deve ter módulo zero. (Equilíbrio Translacional)



2.A
resultante dos Torques aplicadas ao corpo deve ser nula. (Equilíbrio
Rotacional)



Exemplo:



Imagine dois blocos
de massas diferentes sobre uma barra, a mesma encontra-se apoiada. Para que a
barra esteja em equilíbrio, deveremos ter:





&nbsp;&nbsp;



<!--[if !supportLists]-->1)&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <!--[endif]-->Fres = O



P1 + P2
= Ra, onde P1,
representa o peso do bloco 1, P2, representa o peso do bloco 2 e Ra,
a reação do apoio.



<!--[if !supportLists]-->2)&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <!--[endif]-->Tres = 0



Importante:



Uma vez adotado o
eixo de rotação, concentre-se no efeito do torque de cada força. O torque de P1
produziria uma rotação no sentido anti-horário, já o torque de P2,
produziria uma rotação no sentido horário. Para que não haja rotação,
conclui-se:



P1 . d1
= P2 . d2 



onde d1,
representa o braço de alavanca da força P1 e d2
representa o braço de alavanca da força P2.



Nota: 



1-Deve-se perceber
que P1 e P2 não atuam na barra, no entanto, são iguais em
módulo a força normal, ou seja, a expressão mais correta seria: 



N1 . d1
= N2 . d2







2 – O torque gerado
pela Ra é zero, já que a distância entre a linha de ação dessa força e o eixo
de rotação adotado é zero.



Exemplos de Alavancas



PORTAS



Podemos ver uma aplicação desse conceito
na analise do movimento de rotação de uma porta. Se fizermos uma força F1&nbsp;na
porta (veja figura) ela tende a girar no sentido dessa força. O braço dessa
força é a distância b1. O TORQUE dessa força, t1, é F1&nbsp;x
b1. Se outra pessoa fIzer uma força F2&nbsp;no sentido
oposto, com um braço b2, o TORQUE dessa força, T2, é F2&nbsp;x
b2. Se T1&nbsp;= T2, a porta não irá girar, ou
seja, dizemos que ela ficará em equilíbrio.









&nbsp;Calcule



Se na figura anterior F1&nbsp;é igual a 40 N e b1&nbsp;é
igual 20 cm, que valor deverá ter F2, para a porta não girar?
Considere a largura da porta, b2, igual a 80 cm.&nbsp;





&nbsp;MARTELO



O martelo é uma alavanca, onde o funcionamento
é de simples visualização:



A força aplicada pela pessoa é F1,
produz um torque dado pela expressão: F1.d1, a força
aplicada pelo prego sobre o martelo é F2, produzindo um torque dado
pela expressão: F2.d2,



Como o torque resultante deve ser zero;
teremos:



F1 . d1
= F2 . d2 



Sendo d1 ›
d2, teremos: F1 ‹ F2, ou seja, o operador
retira o prego com certa facilidade. 



Note que se a
intensidade de F2 é grande, a reação de F2 – martelo
puxando o prego – também será grande.





CARRINHO DE MÃO



O carrinho de mão é mais um exemplo de alavanca.



A força aplicada pela pessoa é F1,
produz um torque dado pela expressão: F1.d1, esse torque
tende a fazer o carrinho girar no sentido horário, o peso da carga é P,
produzindo um torque dado pela expressão: P.d2,



Como o torque resultante deve ser zero;
teremos:

F1 . d1
= P2 . d2 

Sendo d1 ›
d2, teremos: F1 ‹ P2, ou seja, o pedreiro transporta
a carga sem tanto esforço.&nbsp;








Judô



Veja na figura abaixo, a força peso do atleta que está sendo golpeado, não produz torque, já que o braço de alavanca dessa força, passa pelo centro de massa do outro atleta, dessa forma, a força F será suficiente para produzir a rotação. No segundo caso, o golpe não está bem encaixado, a força peso gera uma alavanca, dificultando bastante a execução do golpe.







Link interessante:&nbsp;http://www.judoclubesolnascente.com.br/a_fisica_do_judo.pdf





JIU JITSU





Observe o belo
arm-lock aplicado por Royce Gracie em uma de suas lendárias lutas no UFC. Neste
caso o ponto de apoio é o cotovelo do oponente. Para&nbsp; se defender, ele
usará basicamente a musculatura do bíceps e antebraço, que por sua vez se
encontram próximas ao ponto de apoio (no caso o cotovelo). Royce por sua vez,
coloca seu quadril sobre o cotovelo e aplica sua força em dois pontos distantes
deste ponto de apoio: o ombro e o punho do adversário. Isso cria uma força
enorme, que se torna impossível de se contrabalancear, forçando o advesário a
desistir para não sofrer uma lesão na articulação.

&nbsp;&nbsp; Neste
caso específico, além da alavanca o que ajuda o lutador de jiu-jitsu é o uso de
uma grande gama muscular no golpe. A musculatura da coxa, lombar, abdominal e
dorsal são utilizadas contra basicamente a musculatura do bíceps do oponente. É
finalização certa.

&nbsp;&nbsp; Este é
só um exemplo dos vários golpes, imobilizações, raspagens e finalizações que
empregam este princípio no jiu-jitsu.


FONTE:
http://www.sardinhajiujitsu.com.br/profiles/blogs/o-que-e-o-principio-da








Física Aplicada as Máquinas de Tortura, em 2 min 30 s um exemplo triste do princípio das alavancas.








Espero que tenham gostado!!! Abraços!!!


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