Sollevare

Questo articolo spiega cosa sono le leve. Scoprirai così in cosa consiste una leva in fisica, i diversi tipi di leve e la formula che ti permette di risolvere i problemi delle leve. Inoltre, puoi mettere in pratica la teoria con esercizi con le leve risolti passo dopo passo.

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Una leva è una macchina semplice che trasmette forza e movimento. In altre parole, una leva è un dispositivo meccanico che serve ad aumentare la forza applicata a un oggetto, la sua velocità o la distanza percorsa.

In generale le leve sono costituite da una barra rigida che può ruotare attorno ad un fulcro, detto fulcro.

La leva è molto antica, si pensa infatti che sia stata inventata in epoca preistorica. Infatti il meccanismo a leva è molto semplice da realizzare ed è anche molto utile perché permette di aumentare notevolmente la forza esercitata su un oggetto.

Caratteristiche della leva

Data la definizione di leva, vediamo quali sono le diverse parti di questo tipo di macchina semplice:

• Punto di appoggio o fulcro (F) : è la parte della leva su cui rimane. Pertanto, supporta l’intero peso della barra e dei corpi sopra di essa.
• Sforzo o potenza (P) : è la forza applicata alla leva per contrastare il carico sull’altro lato.
• Carica o resistenza (R) : questa è la forza che deve essere vinta.
• Braccio di potenza (BP) : questa è la distanza tra la potenza e il fulcro.
• Braccio di resistenza (BR) : è la distanza tra la resistenza e il fulcro.

legge della leva

Affinché una leva di primo grado sia in equilibrio, deve essere soddisfatta l’equazione che la potenza per il braccio di potenza è uguale alla resistenza per il braccio di resistenza.

La formula della legge della leva finanziaria è quindi la seguente:

Oro:

• 

  è il potere (o lo sforzo).

• 

  è l’arma del potere.

• 

  è la resistenza (o carico).

• 

  è l’arma della resistenza.

tipologie di leve

Esistono tre tipi di leve in base alla posizione relativa di potenza, resistenza e fulcro. Pertanto, ciascun tipo di leva viene spiegato di seguito.

leva premium

La leva di primo grado , detta anche leva di primo genere , è quella leva che presenta un peso a ciascuna delle sue estremità e che, in posizione intermedia, costituisce il fulcro.

Pertanto la caratteristica principale delle leve di primo grado è quella di avere il fulcro (o fulcro) tra lo sforzo (o potenza) ed il carico (o resistenza).

Ad esempio, il bilanciere, le forbici, le pinze o le pinze sono le leve principali. Anche il corpo umano può fungere da leva di primo grado quando cerchiamo di sollevare un peso.

Si possono inoltre analizzare tre diverse classi di leve di primo grado:

• Leva di primo grado con fulcro centrato : il fulcro è proprio al centro della leva, cioè la distanza dal fulcro alla potenza è uguale alla distanza dal punto di appoggio per la resistenza.
• Leva di primo grado con punto di appoggio vicino alla resistenza : il punto di appoggio è più vicino alla resistenza che alla potenza. Quindi il braccio della potenza è più lungo del braccio della resistenza e quindi la potenza è inferiore alla resistenza.
• Leva di primo grado con fulcro vicino alla potenza : il fulcro è più vicino alla potenza che alla resistenza. Quindi il braccio della resistenza è più lungo del braccio della potenza e quindi la potenza è maggiore della resistenza.

leva di secondo grado

Leva di secondo grado , detta anche leva di seconda classe , è un tipo di leva in cui il carico (o resistenza) è compreso tra il fulcro (o fulcro) e lo sforzo (o potenza).

Quindi le leve di secondo grado hanno il fulcro ad un’estremità della leva e all’altra estremità deve essere applicata una forza verticale verso l’alto per sollevare il carico.

Ad esempio, le carriole, gli schiaccianoci e gli apribottiglie sono leve di secondo grado.

Pertanto, nelle leve di secondo grado, il braccio di potenza è sempre più grande del braccio di resistenza. Pertanto, nelle leve di secondo grado, la potenza è sempre inferiore alla resistenza.

leva di terzo grado

La leva di terzo grado , detta anche leva di terzo genere , è la leva che esercita lo sforzo (o potenza) tra il fulcro (o fulcro) e il carico (o resistenza).

Cioè, le leve di terzo grado hanno il fulcro a un’estremità, la resistenza all’altra estremità e la potenza da qualche parte tra le due estremità della leva.

Ad esempio, le canne da pesca, le pinzette e i tagliaunghie sono leve di terzo grado.

Pertanto, poiché la resistenza sarà sempre più lontana dal fulcro rispetto alla potenza, nelle leve di terzo grado il braccio della resistenza è sempre più grande del braccio della potenza. Pertanto anche la potenza da realizzare è maggiore della resistenza.

Esercizi risolti sulle leve

Esercizio 1

Un corpo di 50 kg è posto accanto ad una leva di primo grado costituita da un’asta rigida di 300 cm. Se la distanza tra il carico e il fulcro è 180 cm, quanto deve pesare il corpo posto dall’altra parte della leva affinché sia in equilibrio?

La leva in questo problema è di primo grado e conosciamo solo la resistenza (50 kg) e il braccio di resistenza (180 cm). Tuttavia, poiché conosciamo la lunghezza della barra, possiamo calcolare il braccio di potenza sottraendo la lunghezza totale della barra meno la lunghezza del braccio di resistenza:

Possiamo quindi determinare il valore della potenza applicando la regola della leva:

Sostituiamo i dati nella formula:

E infine, risolviamo l’incognita nell’equazione:

Esercizio 2

In una carriola posizioniamo un oggetto che pesa 70 kg a 50 cm dal punto di appoggio. Se la parte dove si tiene la carriola è a 140 cm dal fulcro, qual è lo sforzo che dobbiamo fare per riuscire a trasportare l’oggetto con la carriola?

La carriola è una leva di secondo grado, poiché la resistenza si trova tra il fulcro e la potenza. Pertanto per risolvere il problema dobbiamo applicare la legge della leva finanziaria:

Sostituiamo i dati che conosciamo nell’equazione:

E infine, risolviamo l’incognita nell’equazione:

Dovrete quindi fare uno sforzo equivalente al sollevamento di 25 kg.

Esercizio 3

In una leva di terzo grado occorre esercitare una forza pari a 60 N per contrastare una resistenza di 15 N posta a 80 cm dal fulcro. Calcolare a quale distanza dal fulcro viene applicata la potenza.

In questo problema della leva di terzo grado, ci viene chiesto di determinare il braccio del potere. Quindi, per risolvere il problema dobbiamo applicare l’equazione della leva:

Sostituiamo i dati che conosciamo nell’equazione:

E risolviamo l’incognita nell’equazione:

La potenza deve quindi essere applicata a 20 cm dal fulcro.