Alavanca

> Em: segunda-feira, 6 de junho de 2011

Alavancas e outras máquinas

Dê-me um lugar para me firmar e um ponto de apoio para minha alavanca que eu deslocarei a Terra. (Arquimedes, cientista grego)

Quais são as máquinas simples?

Quando você ouve a palavra máquina provàlvelmente pensa em mecanismos complicados como máquinas de escrever, de costurar ou de tecer.
Tais máquinas complexas são combinações de seis tipos de máquinas simples: a roldana, a alavanca, o plano inclinado, a rodo e eixo, o parafuso e a cunha.

Que é uma alavanca?

Alavanca é uma barra que pode girar em tôrno de um ponto de apoio. Quando você usa um pedaço de pau para deslocar uma pedra ,um quebra-nozes para abrir castanhas ou uma pinça de confeitaria para pegar um doce você está usando uma alavanca.
As alavancas podem ser divididas em três classes.
Nas alavancas da primeira classe (alavancas interfixas), o ponto de apoio está entre o ponto de aplicação da fôrça de ação e o da fôrça de resistência .
Nas da segunda classe, o ponto de aplicação da fôrça de resistência (alavancas inter-resistentes) está entre o da fôrça de ação e o ponto de apoio. Nas da terceira classe (alavancas interpotentes), a fôrça de ação está aplicada entre a de resistência e o ponto de apoio.

Vantagem mecânica de uma alavanca

Você pode determinar a vantagem mecânica de uma alavanca obtendo a relação entre a distância de ação e a distância de resistência. A fôrça de ação deve-se deslocar verticalmente de 2cm para elevar a carga de 1cm.
Você também pode achar a vantagem mecânica da alavanca medindo os braços de alavanca de cada fôrça. Braço de resistência é a distância entre o ponto de apoio e a fôrça de resistência.
Anàlogamente braço de ação é a distância entre o ponto de apoio e a fôrça de ação.
Para obter a vantagem mecânica da alavanca divida o braço de ação pelo braço de resistência.
V. M. =
O ponto de apoio está num dos extremos da alavanca e a fôrça de ação deve-se deslocar de 3cm para elevar a carga de 1cm.
A vantagem mecânica da alavanca é 3. Determinemos agora a vantagem mecânica pela relação entre os braços da alavanca. O braço de ação é de 90cm e o braço de resistência é de 30cm. Obtemos portanto, novamente, para a vantagem mecânica o valor 3.
Algumas alavancas multiplicam a distância em que as fôrças atuam. A fôrça de ação se desloca de 1cm enquanto a de resistência se desloca de 3cm. A vantagem mecânica dessa alavanca é de 1/3.
A fôrça de ação é 3 vêzes a fôrca de resistência. Essa alavanca aumenta a distância movida, não a fôrça. Nenhuma alavanca pode aumentar tanto a fôrça de ação quanto a distância movida, ao mesmo tempo.
Exemplo:
Suponha que você use uma barra para deslocar uma pedra pesando 80kg*.
Se o braço de ação da barra é de 1,50m e o braço de resistência de 30cm que fôrça você deve exercer?
80 kg* = fôrça de resistência (fR)
30 cm = braço de resistência (BR)
150 cm = braço de ação (BA)
Determinar a fôrça de ação (fA):
 

Introdução

No cotidiano, o termo máquina é reservado a equipamentos grandes, utilizados para efetuar os mais diferentes serviços. Por exemplo, máquinas existentes em fábricas como tecelagem, máquina de lavar roupa, máquina de costura etc.. Já na Física, o termo máquinas simples é reservado a pequenos objetos ou instrumentos que facilitam a execução de diferentes afazeres do dia-a-dia. Um martelo, uma tesoura, uma alavanca, uma roldana, um plano inclinado são exemplos de máquinas simples. Entre os conceitos e princípios físicos que explicam a vantagem mecânica desses instrumentos estão a força, o torque, o trabalho realizado pela aplicação de uma força, o equilíbrio na translação e na rotação. Esses conceitos e princípios estão sendo aplicados até no corpo humano, sem que haja consciência do indivíduo que os utiliza. O uso das "máquinas simples" vem sendo transmitido de geração em geração; elas já estão completamente incorporadas ao cotidiano dada a facilidade de uso. Por exemplo, para pregar um prego, usa-se um martelo, que deve ser tanto mais pesado e de cabo longo quanto maior for o prego. O próprio tamanho do prego é escolhido para dar conta do esforço que será exigido da estrutura de madeira que está sendo construído. Uma caixinha de bonecas certamente necessita de pregos pequenos e um caixote, que vai agüentar o peso de várias pessoas, necessita de pregos grandes. Para levantar um peso como o de um automóvel é necessário um macaco ou um guincho; este é dotado de uma roldana. Já para levantar caixotes pesados num degrau grande, pode-se usar um plano inclinado. Antigamente, os barris de cerveja eram empurrados para cima do caminhão de transporte, rolando-o num plano inclinado. A própria construção de rodovias através de regiões de serra, onde grandes altitudes devem ser vencidas, segue um ziguezague, que nada mais é que a sucessão de vários planos inclinados. Assim, podemos enumerar muitas outras máquinas simples utilizadas no dia-a-dia. As máquinas simples são equipamentos muito simples, que possibilitam a execução de uma tarefa com menos força ou menos desgaste físico.
Alguns conceitos e princípios introduzidos no estudo da Mecânica podem ser usados para compreender o funcionamento de algumas máquinas simples, como veremos a seguir:
1. Polias 2. Plano inclinado 3. Alavancas 4. Martelos e machados 5. Engrenagens

Polias

Numa polia fixa como a da figura ao lado, a força realizada F para elevar um peso P, supondo que a polia esteja sem atritos, é exatamente igual em módulo, se a corda estiver tangenciando a roldana.
O trabalho realizado para elevar o objeto de uma certa distância d é , que é exatamente o trabalho realizado pela força peso. Nesta nova posição, o objeto ganha energia potencial.
Se for usada uma polia móvel juntamente com outra fixa, como mostra a figura abaixo, a força necessária será a metade, mas o deslocamento da mão será o dobro do deslocamento da massa M. A velocidade de elevação da massa será a metade da obtida no caso anterior.
Pode-se associar três, quatro ou mais polias para se obter situações adequadas a algum caso específico. Se a polia tiver um diâmetro pequeno ou grande, isso afetará o torque mas não a força envolvida. Fica mais fácil.
Sistema de Polias
Você pode aumentar ou diminuir a carga do sistema com o mouse. Clicando com o botão do mouse, aparece uma balança tipo mola mostrando a tensão do fio. Pode-se mudar o peso da carga e aumentar o número de polias através da caixa de opções. Pesos maiores que o limite da mola (10 N) serão alterados automaticamente.

Plano inclinado

Supondo que o atrito seja desprezível num plano inclinado, basta um impulso inicial para tirar o objeto do repouso e depois basta uma força de módulo igual à projeção da força peso na direção do plano inclinado. Dessa forma, o objeto será levado plano acima com velocidade constante.

.
Supondo que não se perca energia por causa do atrito, basta um trabalho ligeiramente maior que a energia potencial que o peso P vai ganhar ao chegar no topo do plano. A força que tem que ser feita é, entretanto, menor que a da força peso.
Plano Inclinado
Este applet java demonstra um movimento com velocidade constante e as forças correspondentes. O botão "Reiniciar" recomeça a animação (bloco fora da figura). Com os outros dois botões pode-se iniciar ou parar/reiniciar a simulação. Dependendo da escolha, o applet mostrará uma escala na qual será possível ler a força, ou o vetor força do peso com suas duas componentes (paralela e normal ao plano), a força normal, a força de atrito e a força que é necessária para que haja movimento. O ângulo de inclinação, o peso dos blocos e o coeficiente de atrito podem ser alterados até certo limite. O applet calculará a magnitude das forças mencionadas.

Alavancas

Numa alavanca existe a resistência, o ponto de apoio ou fulcro e a potência. O peso representa a resistência aplicada no ponto B, o ponto O é o ponto de apoio e a força representa a potência aplicada no ponto A. O torque da força com relação ao ponto O é tal que faz girar o sistema no sentido horário e depende do módulo da força peso e da distância OB. O torque da força com relação ao ponto O é tal que faz girar o sistema no sentido anti-horário e depende do módulo da força e da distância AO. Quando os dois torques forem iguais, o sistema não gira, está em equilíbrio. F.AO = P.OB Este tipo de alavanca existe na gangorra, nas balanças com dois braços e também é usado para levantar pesos grandes. Outra forma de funcionamento de alavancas é mostrada abaixo. O ponto de apoio é O, a resistência está aplicada em B e a potência é aplicada em A. Este tipo de alavanca é encontrado em carrinhos de pedreiro. Um outro tipo de alavanca é visto no braço.

Princípio da Alavanca

Esta animação mostra uma alavanca simétrica com alguns corpos de peso de 1,0 N.
Os braços da alavanca estão divididos por retângulos coloridos; cada retângulo corresponde a 0.10 m. A alavanca está em equilíbrio quando o applet é iniciado. Você pode prender uma nova massa ou mudá-la de lugar pressionando o botão do mouse. Da mesma forma você também pode removê-las.
Uma alavanca está em equilíbrio quando o torque total do lado esquerdo é igual ao torque total do lado direito

Martelos e machados

No caso de martelos, utilizamos o peso da cabeça do martelo associado ao braço do mesmo para dar um grande torque, que vai afundar o prego. Quanto maior o peso da cabeça do martelo ou quanto maior o cabo, o torque será maior. Um machado usado para cortar troncos de árvores tem ainda associado o princípio de um plano inclinado, como numa cunha. A cunha também pode ser considerada uma máquina simples. É mais fácil rachar lenha com um machado que tem a forma de cunha do que um machado "cego", de lâmina grossa.

Engrenagens

As engrenagens são máquinas simples voltadas para a redução ou para o aumento da velocidade angular da rotação, de um determinado dispositivo, ou alterar sua direção. Grosso modo, uma engrenagem é um conjunto de rodas dentadas que se acoplam de alguma maneira. A justificativa mais comum para a utilização das engrenagens é que nem sempre um dispositivo (uma máquina, por exemplo) tem sua velocidade adequada para funcionamento igual àquele do dispositivo que o colocou em movimento (um motor, por exemplo). Digamos que um motor, impulsionado por um conjunto de pistões, coloque um girabrequim para funcionar com uma velocidade de rotação de 1000rpm, mas a máquina que ele pretende acionar só funciona bem se acionada a 250rpm. Para reduzir a velocidade angular por um fator 4, basta acoplarmos as engrenagens de maneira tal que, enquanto um dá 4 voltas, a outra dê apenas uma volta. Isso se consegue fazendo com que uma das rodas tenha quatro vezes mais dentes do que a outra. Usualmente, construímos um sistema de duas engrenagens formando um conjunto único. Pode-se, assim, transmitir a energia proporcional provida por um motor para uma máquina. Às vezes, no entanto, não é conveniente ter-se as engrenagens ligadas entre si diretamente. Nesse caso, pode-se fazer uso de correntes ou correias.

Cotidiano

1. Roldana
No guincho dos veículos de socorro a acidentes graves existe uma roldana que ajuda a içar o carro acidentado.
Nos sítios ainda se vêem poços profundos com roldana ou com sarilhos para retirar água.
2. Plano inclinado
Planos inclinados dotados de cilindros girantes são úteis para diminuir o atrito. O atrito de rolamento é menor que o de escorregamento, o que facilita o transporte de peças pesadas. Caminhões de mudança com plano inclinado bem liso e caixotes com tecidos de feltro ou lã para melhorar o deslizamento são vistos freqüentemente.
3. Alavanca
Ao abrir caixotes com pregos você usa um pé-de-cabra ou um martelo que funcionam como alavancas.
Ao revolver a terra o lavrador usa a enxada apoiando devidamente como uma alavanca.
4. Engrenagem Movimento da bicicleta: Numa bicicleta colocamos uma engrenagem em rotação imprimindo uma força e um pedal localizado a uma certa distância do centro da engrenagem. A energia rotacional é transferida para a engrenagem da roda traseira por meio de uma corrente. A relação entre a velocidade angular da roda da bicicleta e a da catraca que comprimimos com os pés é dada pela relação onde Ncat é o número de dentes da catraca e Nrod é o número da engrenagem da roda
Arquimedes deu grandes contribuições à matemática teórica. Além disso, é famoso por aplicar a ciência à vida diária. Por exemplo, descobriu o princípio que leva seu nome enquanto se banhava. Também desenvolveu máquinas singelas como a alavanca ou o parafuso, e aplicou-as a usos militares e de irrigação. Arquimedes (287-212 a.C.), famoso matemático e inventor grego. Escreveu importantes obras sobre geometria plana e espacial, aritmética e mecânica. Nasceu em Siracusa, na Sicília, e estudou em Alexandria, no Egito. Antecipou- se a muitas das descobertas da ciência moderna no campo da matemática pura, como o cálculo integral, com seus estudos sobre áreas e volumes de figuras sólidas curvas e sobre as áreas de figuras planas. Demonstrou também que o volume de uma esfera equivale a dois terços do volume do cilindro que a circunscreve. Em mecânica, definiu a lei da alavanca e é considerado o inventor da polia composta. Durante sua estada no Egito, inventou o "parafuso sem fim" para elevar o nível da água. Mas é conhecido principalmente por ter enunciado a lei da hidrostática, o chamado princípio de Arquimedes. Essa lei estabelece que todo corpo submerso em um fluido experimenta perda de peso igual ao peso do volume do fluido que o corpo desloca. Diz-se que essa descoberta foi feita enquanto o matemático se banhava e meditava sobre um problema que lhe fora apresentado pelo rei: como distinguir uma coroa de ouro puro de outra que contivesse prata. Observando o deslocamento e transbordamento da água à medida que seu corpo submergia, concluiu que se a coroa, ao submergir, deslocasse quantidade de água equivalente a seu peso em ouro, isto significaria que não continha outro metal. Conta-se que ficou tão entusiasmado que saiu nu para a rua gritando heureka, palavra grega que significa "achei". Arquimedes passou a maior parte de sua vida na Sicília, em Siracusa e arredores, dedicado à pesquisa e aos experimentos. Embora não tivesse nenhum cargo público, durante a conquista da Sicília pelos romanos pôs-se à disposição das autoridades e muitos de seus instrumentos mecânicos foram utilizados na defesa de Siracusa. Entre os aparatos de guerra cuja invenção lhe é atribuída está a catapulta e um sistema de espelhos (talvez lendário) que incendiava as embarcações inimigas ao focá-las com os raios de sol. Durante a conquista de Siracusa, na segunda Guerra Púnica, foi assassinado por um soldado romano que o encontrou desenhando um diagrama matemático na areia.
Conta-se que Arquimedes estava tão absorto em suas operações que ofendeu o intruso ao dizer-lhe: "Não desmanche meus diagramas". Muitas de suas obras sobre matemática e mecânica foram preservadas, entre elas o Tratado dos corpos flutuantes, Arenário e Sobre o equilíbrio dos planos. Alavanca, máquina simples que consiste normalmente em uma barra rígida móvel em torno de um ponto fixo, denominado fulcro ou ponto de apoio. O efeito de qualquer força aplicada à alavanca faz com que esta gire em relação ao fulcro. A força rotativa é diretamente proporcional à distância entre o fulcro e a força aplicada. No tipo mais comum de alavanca, aplica-se um esforço relativamente pequeno à ponta mais distante do fulcro, para levantar um grande peso próximo a este. Muitas ferramentas, como o quebra-nozes e o carrinho de mão, são baseadas no princípio da alavanca. Polia, dispositivo mecânico de tração ou elevação, formado por uma roda montada em um eixo, com uma corda rodeando sua circunferência. A roda e seu eixo podem ser considerados tipos especiais de alavanca. Com um sistema de polias móveis (também chamado cadernal), é possível levantar grandes pesos com muito pouca força. O segundo princípio importante da estática dos fluidos foi descoberto por Arquimedes.
O princípio de Arquimedes afirma que todo corpo submerso num fluido experimenta uma força para cima igual ao peso do fluido deslocado por aquele corpo. Isso explica como um navio pesado consegue flutuar. Também permite determinar a densidade de um objeto cuja forma seja tão irregular que seu volume não possa ser medido diretamente. Mecânica de fluidos, parte da física que se ocupa da ação dos fluidos em repouso ou em movimento, assim como das aplicações e mecanismos de engenharia que os utilizam. A mecânica de fluidos é fundamental em campos tão diversos como a aeronáutica (ver Avião), a engenharia química, civil e industrial, a meteorologia, a construção naval (ver Navios e construção naval) e oceanografia. Pode ser subdividida em dois campos principais: a estática dos fluidos, ou hidrostática, que se ocupa de fluidos em repouso, e a dinâmica de fluidos, que trata de fluidos em movimento. O termo "hidrodinâmica" aplica-se ao fluxo de líquidos ou ao fluxo de gases a baixa velocidade em que o gás é essencialmente incompressível. A hidráulica lida principalmente com a utilização da pressão da água ou do óleo em engenharia. Entre as aplicações da mecânica de fluidos estão a propulsão a jato, as turbinas, os compressores e as bombas (Ar comprimido).

ESTÁTICA DOS FLUIDOS

Uma característica fundamental de qualquer fluido em repouso é que a força exercida sobre qualquer partícula do fluido é a mesma em todas as direções. Esse conceito é conhecido como lei de Pascal. Quando a gravidade é a única força que atua sobre um líquido colocado num recipiente aberto, a pressão em qualquer ponto do líquido é diretamente proporcional à profundidade do ponto, e é independente do tamanho ou forma do recipiente.

DINÂMICA DE FLUIDOS

Lida com as leis dos fluidos em movimento. O primeiro avanço importante foi feito por Evangelista Torricelli, que relacionou a velocidade de saída de um líquido pelo orifício de um recipiente com a altura do líquido situado acima de tal orifício (teorema de Torricelli). O grande avanço seguinte no desenvolvimento da mecânica de fluidos teve que aguardar a formulação das leis do movimento pelo matemático e físico inglês Isaac Newton. Essas leis foram aplicadas aos fluidos pelo matemático suíço Leonhard Euler. Ele foi o primeiro a reconhecer que as leis da dinâmica de fluidos só podem expressar-se de forma relativamente simples se se supõe que o fluido é incompressível e ideal, isto é, se se pode ignorar os efeitos do atrito e a viscosidade. Mas como esse nunca é o caso de fluidos reais em movimento, os resultados de tal análise só podem servir como uma estimativa para os fluxos em que os efeitos da viscosidade são pequenos. Tais fluidos seguem os princípios do teorema de Bernoulli. As leis da mecânica dos fluidos podem ser observadas em muitas situações cotidianas. Por exemplo, a pressão exercida pela água no fundo de um tanque é igual à exercida pela água no fundo de um tubo estreito, desde que a profundidade seja a mesma. Se um tubo comprido cheio de água for inclinado, de forma que sua altura máxima seja de 15 m, a pressão será a mesma que nos outros casos (esquerda). Num sifão (direita), a força hidrostática faz com que a água flua para cima, por sobre a borda, até que se esvazie o cubo ou se interrompa a sucção.
Fonte: Enciclopédia Encarta
Alavanca

ALAVANCAS DO CORPO

Para que o sangue possa alcançar todo o organismo, a liberdade de movimento das articulações do esqueleto está sujeita a certos limites: as partes móveis podem girar, no máximo, de 160º . Como não é possível a um membro destacar-se de sua articulação, para mover-se ele deve girar em torno do ponto em que está fixado. Assim, seus movimentos se realizam de acordo com o princípio de funcionamento da alavanca. Uma alavanca é basicamente, uma haste rígida fixada a um ponto de apoio. O ponto sobre o qual está apoiada a alavanca chama-se fulcro. A distância deste ao ponto de aplicação da força de tração (isto é, a potência) é chamada braço da potência, enquanto a distância entre o fulcro e o ponto de aplicação da força resistente (a resistência) denomina-se braço de resistência. Nessas condições, se o braço da resistência for maior que o braço da potência, esta última deve ser maior que a resistência, para haver equilíbrio. Na situação inversa, uma determinada resistência é equilibrada por uma potência menor. Existem, então, três tipos de alavanca: interfixa, como a lâmina de uma tesoura; interpotente, como uma pinça; e interresistente, como um carrinho de mão ou quebra-nozes
O braço oferece, simultaneamente, exemplos de alavancas interfixa e interpotente. O antebraço é estendido pela distensão do músculo tríceps, e retraído pela contração do bíceps. Considerando em ambos os casos que o ponto de aplicação de resistência está na mão e que o fulcro é constituído pelo cotovelo, o movimento de tensão do braço pode ser explicado como o de uma alavanca interfixa (na medida em que a mão e a junção do tríceps ao antebraço se situam em lados opostos com relação ao cotovelo). A contração do braço pode ser considerada como acionada por um mecanismo de alavanca interpotente.
De fato, a junção do bíceps, que representa a potência, com o antebraço está situada entre o cotovelo e a mão. A distância do fulcro ao ponto de aplicação da potência é, em ambos os casos, oito ou dez vezes menor que o braço de resistência. Assim, uma pessoa que se colocasse em pé, com os cotovelos colocados aos flancos e os antebraços na horizontal, tendo em cada mão um peso de 20kgf, submeteria seus dois bíceps a forças de 200 kgf.
O conjunto formado pelo músculo gastrocnêmico da perna (a potência), pelo calcanhar (o fulcro) e pelo pé (a resistência) constitui outro exemplo de alavanca intefixa. Uma alavanca interresistente é representada pela mandíbula. O fulcro está situado em sua junção com o crânio. A potência é o músculo que a comanda, o masseter, que a ela se liga em um ponto próximo ao queixo. A resistência é representada pela força com que o alimento reage a mastigação.
Fonte: br.geocities.com
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Funcionamento da alavanca

“Dêem-me um ponto de apoio: levantarei o mundo”
Este módulo propõe atividades pedagógicas cujo objetivo é compreender que girar um sólido, por uma força de grandeza definida, será mais ou menos eficiente conforme a distância entre o eixo de rotação e o lugar onde essa força é aplicada.
O estudo é realizado a partir de um objeto específico: a alavanca.
Esta é constituída por uma barra rígida móvel em volta de um eixo de rotação chamado ponto de apoio. Uma alavanca modifica a força a ser aplicada. Além do objeto, a finalidade é aprender que o mesmo princípio está sendo usado em outros dispositivos técnicos.
Escolhemos a ponte levadiça, que não é uma alavanca no sentido estrito, mas cujo funcionamento baseia-se no mesmo princípio. Uma aula é destinada ao reconhecimento do princípio das alavancas nos organismos vivos.
Por meio desses exemplos, queremos ilustrar o interesse e a complementaridade de aproximações relacionadas a diferentes disciplinas: buscar um princípio geral (dispositivos técnicos, o mundo do vivente); construção; procura por uma solução técnica; e estudo de mecanismos.
Assim, para levantar determinado objeto, pode-se, no limite, empregar uma força tão pequena quanto quiser, salvo se for utilizada uma alavanca suficientemente grande. “Dêem-me um ponto de apoio: levantarei o mundo”, disse Arquimedes três séculos antes de nossa era. Mas, em compensação, percebe-se que o objeto é levantado a uma altura menor. Este último aspecto, totalmente geral, tem grande importância teórica, pois está ligado ao princípio da conservação da energia.
Nesta configuração, a carga (cinco porcas grandes na caixa à direita) não pode ser levantada pela força provocada pelas seis porcas pequenas na caixa à esquerda.
Aproximando-se o ponto de apoio da carga, torna-se possível levantá-la.
Se a força provocada pela caixa à esquerda é aplicada mais perto do ponto de apoio, ela não consegue mais levantar a carga.

Torque ou momento resultante

Da mesma forma que é possível determinar uma força resultante que isoladamente tem o mesmo efeito das forças componentes de um sistema, pode-se determinar o momento resultante de um sistema de forças em relação a um determinado eixo.

Torque ou momento resultante

O torque resultante em relação a um determinado eixo é a soma dos torques de cada uma das forças que compõem o sistema em relação ao mesmo eixo.

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P = 50 N, Ps = 20 N, F = 400 N a = 5 cm, b = 15 cm, c = 30 cm

Equilíbrio estático

Um corpo está em equilíbrio estático quando a força resultante E o momento resultante de todas as forças que atuam sobre ele for igual a zero.

Equilíbrio estático

1ª condição de equilíbrio: A força resultante de todas as forças que atuam sobre o corpo deve ser igual a zero.
Garante ausência de translação
2ª condição de equilíbrio: O momento resultante de todas as forças que atuam sobre o corpo em relação a qualquer eixo deve ser igual a zero.
Garante ausência de rotação

ALAVANCAS

Quando os músculos desenvolvem tensão, tracionando os ossos para sustentar ou mover resistências, estes funcionam mecanicamente como alavancas.
Alavancas são hastes rígidas que podem girar em torno de um eixo sob a ação de forças. No corpo humano os ossos são as hastes rígidas, as articulções são os eixos e os músculos e cargas resistentes aplicam forças.
Os três tipos possíveis de alavancas são:
Primeira classe ou interfixa Segunda classe ou inter-resistente Terceira classe ou interpotente

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Vantagem mecânica de uma alavanca

A eficiência de uma alavanca para mover uma resistência é dada pela vantagem mecânica:
braço de força - distância do eixo até a força braço de resistência - distância do eixo até a resistência
Vm = 1 - a força necessária para movimentar uma resistência é exatamente igual à resistência. Vm > 1 - a força necessária para movimentar uma resistência é menor do que a resistência. Vm < 1 - a força necessária para movimentar uma resistência é maior do que a resistência

Alavancas de primeira classe

Força e resistência aplicadas em lados opostos do eixo. No corpo humano - ação simultânea dos agonistas e antagonistas em lados opostos de uma articulação. A vantagem mecânica pode ser maior, menor ou igual a 1.

Alavancas de segunda classe

Resistência aplicada entre o eixo e a força. No corpo humano - não existem exemplos análogos. A vantagem mecânica é sempre maior que 1, pois o braço de força é sempre maior que o braço de resistência.

Alavancas de terceira classe

Força aplicada entre o eixo e a resistência. No corpo humano - a grande maioria das alavancas do corpo. A vantagem mecânica é sempre menor que 1, pois o braço de força é sempre menor que o braço de resistência.

Alavancas

A grande maioria das alavancas do corpo humano, por serem de terceira classe e apresentarem as inserções dos músculos próximas das articulações, apresentam baixo rendimento em termos de força.
Entretanto, um pequeno encurtamento do músculo possibilita uma grande amplitude de movimento na extremidade do segmento. Da mesma forma, uma velocidade de encurtamento do músculo relativamente baixa acarreta uma velocidade muito maior na extremidade do segmento.

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