Este artigo explica o que são cunhas (máquinas simples). Assim, você descobrirá em que consiste uma cunha quando se trata de uma máquina simples, sua fórmula e suas aplicações. Além disso, você pode praticar com um problema resolvido passo a passo.
O que é uma cunha (máquina simples)?
Uma cunha é uma peça em forma de triângulo geralmente feita de madeira ou metal e terminando em um ângulo muito agudo. A cunha é considerada uma das seis máquinas simples.
Por ser uma máquina simples, o formato da cunha é usado para alterar a direção da força aplicada a ela. Assim, a cunha é usada para separar um objeto em dois, para levantar um objeto ou para manter um objeto estático no lugar.
O funcionamento de uma cunha consiste em transformar uma força aplicada na sua extremidade em duas forças perpendiculares às suas superfícies inclinadas. Portanto, uma cunha é uma máquina simples que pode mudar a direção de uma força.
Inicialmente, a força exercida na superfície plana da cunha é transferida para a sua extremidade pontiaguda, permitindo-lhe penetrar num objeto. Então, ao inserir a cunha no furo criado, a força aplicada em sua superfície plana é convertida em duas forças direcionadas perpendicularmente às faces inclinadas da cunha, separando assim o objeto em duas partes.
Fórmula de cunha como uma máquina simples
A vantagem mecânica de uma cunha reside na relação entre a sua altura e a sua largura. Portanto, a vantagem mecânica de uma cunha como máquina simples é igual ao comprimento de sua altura dividido por sua largura.
A fórmula para a máquina de cunha simples é, portanto, a seguinte:
Assim, a vantagem mecânica é diretamente proporcional à altura da cunha e, por outro lado, é inversamente proporcional à largura da cunha. É portanto o ângulo do canto que determina a vantagem mecânica deste tipo de máquina simples.
Em suma, quanto menor o ângulo entre as faces inclinadas, maior será a vantagem mecânica da máquina de cunha simples. Isso significa que menos força terá que ser usada para superar a resistência.
uso do canto
Depois de vermos qual é a definição de uma moeda como uma máquina simples e qual é a sua fórmula, veremos os usos da moeda para compreender completamente o seu significado.
Exemplos muito claros do uso da cunha para quebrar ou dividir um corpo são o machado e o prego, que podem penetrar um objeto e depois parti-lo em dois graças ao mecanismo da simples máquina de cunha. Por exemplo, a madeira pode ser cortada com um eixo.
Da mesma forma, a faca, a tesoura e os cinzéis também contam com o funcionamento da cunha como uma máquina simples para dividir um objeto em dois.
Por outro lado, outra aplicação da falca consiste em imobilizar um objeto. Por exemplo, você pode colocar uma cunha na base de uma porta para mantê-la no lugar e evitar que ela se mova, evitando assim que a porta feche devido a uma corrente de ar.
Exercício de canto resolvido
Uma força vertical de valor F=10 N é aplicada ao próximo canto cujo ângulo mede 40º. Qual é a força R exercida por cada uma de suas faces inclinadas?
Primeiro fazemos o diagrama de corpo livre do canto. Representamos, portanto, todas as forças que atuam no sistema:
Observe que R x e R y são as forças obtidas pela vetorização da força exercida por cada uma das faces inclinadas da cunha (R), e são calculadas através das seguintes fórmulas:
Assim, se colocarmos a equação vertical das forças que atuam no sistema obtemos a seguinte expressão:
Agora substituímos a expressão pela força R e na equação:
E finalmente, substituímos os dados na equação e apagamos a incógnita:
