Le leve in fisica sono definite macchine semplici così come il piano inclinato.
Definizione di leve in fisica
Sono definite macchine semplici perché non richiedono l’uso di un motore: basta infatti un qualsiasi dispositivo adatto a vincere una forza (detta resistenza) con la forza muscolare dell’uomo (detta potenza).
Il fulcro significato
La leva può essere rappresentata da un’asta rigida libera di ruotare intorno a un punto fisso, detto fulcro.
A un’estremità dell’asta è applicata la forza da vincere, la resistenza (R), e all’altra la forza adatta a vincere la resistenza, la potenza (P).
La distanza della resistenza dal fulcro della leva è il braccio della resistenza (br); la distanza della potenza dal fulcro della leva è il braccio della potenza (bp).
Legge di equilibrio delle leve
Una leva è in equilibrio se il prodotto della potenza per il proprio braccio è uguale al prodotto della resistenza per il proprio braccio, ovvero se potenza e resistenza sono inversamente proporzionali ai rispettivi bracci:
P · bp = R · br
ovvero:
P : R = br : bp
Leva vantaggiosa
Ora sappiamo che potenza e resistenza sono inversamente proporzionali ai rispettivi bracci; ciò ci permette di rispondere alla seguente domanda: l’uso delle leve è sempre vantaggioso?
La leva si dice vantaggiosa quando il braccio della potenza è maggiore del braccio della resistenza. In questo caso, infatti, per vincere una certa resistenza basta applicare una potenza di intensità minore.
bp > br → leva vantaggiosa
Leva svantaggiosa
La leva si dice svantaggiosa quando il braccio della potenza è minore del braccio della resistenza. In questo caso, infatti, per vincere una certa resistenza bisogna applicare una potenza di intensità maggiore.
bp < br → leva svantaggiosa
Leva indifferente
La leva si dice indifferente quando il braccio della potenza è uguale al braccio della resistenza. In questo caso, infatti, per vincere una certa resistenza bisogna applicare una potenza di uguale intensità.
bp = br → leva indifferente
Tipi di leve in fisica
Le leve in fisica sono classificate di primo, secondo e terzo genere in base alla posizione del fulcro rispetto alla potenza e alla resisitenza.
Leve di primo genere
Una leva è di primo genere se il fulcro si trova tra la resistenza e la potenza.
Essa può essere vantaggiosa, svantaggiosa o indifferente in base alla lunghezza dei bracci.
Esempi di leve di primo genere
Sono leve di primo genere l’altalena, le forbici, le tenaglie, la bilancia a due bracci, la stadera.
Leve di secondo genere
Una leva è di secondo genere se la resistenza si trova tra il fulcro e la potenza.
Essa è sempre vantaggiosa perché il braccio della potenza è sempre maggiore di quello della resistenza.
Esempi di leve di secondo genere
Sono leve di secondo genere lo schiaccianoci, l’apribottiglia, la taglierina, la carriola.
Leve di terzo genere
Una leva è di terzo genere se la potenza si trova tra il fulcro e la resistenza.
Essa è sempre svantaggiosa perché il braccio della potenza è sempre minore di quello della resistenza.
Esempi di leve di terzo genere
Sono leve di terzo genere le pinze, la scopa, la canna da pesca, le molle per il camino.
