Como calcular a vantagem mecânica real e ideal de máquinas simples

Escrito por robert schrader | Traduzido por ricardo soares
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Como calcular a vantagem mecânica real e ideal de máquinas simples
Uma alavanca é uma máquina simples que oferece vantagem mecânica (Jupiterimages/Photos.com/Getty Images)

O motivo mais básico para utilizar máquinas é que elas fornecem uma vantagem sobre fazer algo manualmente. Em física, isso é chamado de "vantagem mecânica" e representa o número de vezes que uma máquina simples — particularmente uma alavanca — multiplica qualquer força aplicada em si. Os dois tipos principais de vantagem mecânica são a vantagem mecânica "ideal" (IMA), que significa a melhor vantagem possível que uma máquina pode oferecer em circunstâncias ideais, e a vantagem mecânica "real" (AMA), a vantagem mecânica de uma máquina real. Calcular cada um desses valores é simples — e a razão da IMA para a AMA representa a eficiência da máquina.

Nível de dificuldade:
Moderadamente fácil

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Instruções

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    Calcule o IMA como uma razão da "distância de esforço" — a distância entre o ponto de articulação da alavanca para a sua extremidade, onde se aplica trabalho — para a "distância de resistência", que é a distância entre o ponto de apoio para onde a máquina encontra resistência ou força empurrando contra seus esforços. Por exemplo, se você tiver um sistema de alavanca cuja manivela tenha 3,9 m de distância do seu ponto de articulação e você começa a encontrar resistência ao puxá-la, quando esta distância é de 1,3 m, o IMA seria de 3,9/1,3 — ou 3.

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    Estabeleça uma razão entre a força de resistência — a força empurrada contra a alavanca quando se encontra resistência — para a força de esforço — a força que você aplica para empurrá-la — para representar a AMA. Se o livro ou questão de física registrar um impulso para o sistema de alavanca acima de 11 Newton, ele resultará em uma força de resistência de 22 Newton, e a AMA da alavanca será de 22/11 — ou 2.

  3. 3

    Divida a AMA da alavanca pelo seu IMA para calcular a sua eficiência. Para o sistema de alavanca acima, a eficiência é de 2/3, que é 0,666 ou 66,6%.

Dicas & Advertências

  • A vantagem mecânica real de uma alavanca nunca será maior do que a sua vantagem mecânica ideal, embora possa ser igual — nesse caso, a máquina tem uma eficiência de 100%.

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