Esercizi e teoria sulle leve per i Test di Ingresso
Negli esercizi di fisica applicata che compaiono nei test di ingresso, può essere richiesto di classificare la leva in base alla posizione del fulcro, della forza motrice e della resistenza, nonché di determinare la relazione tra i bracci e le forze in equilibrio. Qui si propone una spiegazione chiara di ciò che conviene ricordare per rispondere correttamente.
Struttura e specie di leve
Una leva è un’asta rigida capace di ruotare attorno a un punto fisso detto fulcro. Le due forze in gioco sono:
- Forza motrice (Fm), che tende a imprimere il movimento.
- Forza resistente (Fr), che si oppone al movimento.
La distanza dal fulcro al punto di applicazione di ciascuna forza è detta braccio:
- bm per la forza motrice.
- br per la forza resistente.
Le leve si classificano in:
- Prima specie: fulcro tra Fm e Fr (esempio: forbici).
- Seconda specie: resistenza tra fulcro e forza motrice (esempio: schiaccianoci).
- Terza specie: forza motrice tra fulcro e resistenza (esempio: braccio umano).
Condizione di equilibrio
Quando la leva è in equilibrio, la somma dei momenti rispetto al fulcro è niente. Per due forze contrapposte si scrive:
Se questa relazione è rispettata, la leva non ruota.
Esempio con dati diversi
Si consideri una leva di prima specie con fulcro a 20 cm dal punto di applicazione della forza motrice e a 30 cm dalla forza resistente. Se la forza motrice è 10 N, la forza resistente necessaria per mantenere l’equilibrio è:
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