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Lei da Alavanca

Storyboard

>Modelo

ID:(1457, 0)



Mecanismos

Iframe

>Top



Código
Conceito

Mecanismos

ID:(15845, 0)



Princípio da lei da alavanca

Descrição

>Top


Uma vez que o torque gerado pela força gravitacional e pelo braço da alavanca é

T = r F



em cada lado da balança, no caso de equilíbrio, ele deve se anular para que haja equilíbrio:



Se assumirmos que de um lado temos la força 1 (F_1) e la força de distância - veio (braço) 1 (d_1), e do outro lado la força 2 (F_2) e la força de distância - veio (braço) 2 (d_2), podemos estabelecer a chamada lei da alavanca da seguinte forma:

d_1 F_1 = d_2 F_2




$$

F_1 = m_1 * g F_2 = m_2 * g d_1 * F_1 = d_2 * F_2 T_1 = d_1 * F_1 T_2 = d_2 * F_2 gF_1F_2d_1d_2m_1m_2T_1T_2

ID:(15847, 0)



Modelo

Top

>Top



Parâmetros

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
g
g
Aceleração gravitacional
m/s^2
F_1
F_1
Força 1
N
F_2
F_2
Força 2
N
d_1
d_1
Força de distância - veio (braço) 1
m
d_2
d_2
Força de distância - veio (braço) 2
m
m_1
m_1
Massa 1
kg
m_2
m_2
Massa 2
kg
T_1
T_1
Torque 1
N m
T_2
T_2
Torque 2
N m

Variáveis

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS

Cálculos


Primeiro, selecione a equação: para , depois, selecione a variável: para
d_1 * F_1 = d_2 * F_2 F_1 = m_1 * g F_2 = m_2 * g T_1 = d_1 * F_1 T_2 = d_2 * F_2 gF_1F_2d_1d_2m_1m_2T_1T_2

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Variáve Dado Calcular Objetivo : Equação A ser usado
d_1 * F_1 = d_2 * F_2 F_1 = m_1 * g F_2 = m_2 * g T_1 = d_1 * F_1 T_2 = d_2 * F_2 gF_1F_2d_1d_2m_1m_2T_1T_2




Equações

#
Equação

d_1 F_1 = d_2 F_2

d_1 * F_1 = d_2 * F_2


F_1 = m_1 g

F_g = m_g * g


F_2 = m_2 g

F_g = m_g * g


T_1 = d_1 F_1

T = r * F


T_2 = d_2 F_2

T = r * F

ID:(15846, 0)



Lei da Alavanca

Equação

>Top, >Modelo


Se uma barra montada em um ponto que atua como eixo for submetida a la força 1 (F_1) em la força de distância - veio (braço) 1 (d_1) do eixo, gerando um torque T_1, e a la força 2 (F_2) em la força de distância - veio (braço) 2 (d_2) do eixo, gerando um torque T_2, ela estará em equilíbrio se ambos os torques forem iguais. Portanto, o equilíbrio corresponde à chamada lei da alavanca, expressa como:

d_1 F_1 = d_2 F_2

F_1
Força 1
N
6140
F_2
Força 2
N
6141
d_1
Força de distância - veio (braço) 1
m
6138
d_2
Força de distância - veio (braço) 2
m
6139
F_1 = m_1 * g F_2 = m_2 * g d_1 * F_1 = d_2 * F_2 T_1 = d_1 * F_1 T_2 = d_2 * F_2 gF_1F_2d_1d_2m_1m_2T_1T_2

No caso de uma balança, atua sobre cada braço uma força gravitacional que gera um torque

T = r F



Se o comprimento dos braços for d_i e as forças forem F_i com i=1,2, a condição de equilíbrio exige que a soma dos torques seja zero:

\displaystyle\sum_i \vec{T}_i=0



Portanto, considerando que o sinal de cada torque depende da direção em que está induzindo a rotação,

d_1F_1-d_2F_2=0



o que resulta em

d_1 F_1 = d_2 F_2

.

ID:(3250, 0)



Torque simples - relação de força (1)

Equação

>Top, >Modelo


Dado que a relação entre o momento angular e o torque é

L = r p



sua derivada temporal nos leva à relação do torque

T_1 = d_1 F_1

T = r F

F
F_1
Força 1
N
6140
r
d_1
Força de distância - veio (braço) 1
m
6138
T
T_1
Torque 1
N m
10410
F_1 = m_1 * g F_2 = m_2 * g d_1 * F_1 = d_2 * F_2 T_1 = d_1 * F_1 T_2 = d_2 * F_2 gF_1F_2d_1d_2m_1m_2T_1T_2

A rotação do corpo ocorre em torno de um eixo na direção do torque, que passa pelo centro de massa.

ID:(4431, 1)



Torque simples - relação de força (2)

Equação

>Top, >Modelo


Dado que a relação entre o momento angular e o torque é

L = r p



sua derivada temporal nos leva à relação do torque

T_2 = d_2 F_2

T = r F

F
F_2
Força 2
N
6141
r
d_2
Força de distância - veio (braço) 2
m
6139
T
T_2
Torque 2
N m
10411
F_1 = m_1 * g F_2 = m_2 * g d_1 * F_1 = d_2 * F_2 T_1 = d_1 * F_1 T_2 = d_2 * F_2 gF_1F_2d_1d_2m_1m_2T_1T_2

A rotação do corpo ocorre em torno de um eixo na direção do torque, que passa pelo centro de massa.

ID:(4431, 2)



Força gravitacional (1)

Equação

>Top, >Modelo


La força gravitacional (F_g) baseia-se em la massa gravitacional (m_g) do objeto e em uma constante que reflete a intensidade da gravidade na superfície do planeta. Esta última é identificada por la aceleração gravitacional (g), que é igual a 9.8 m/s^2.

Consequentemente, conclui-se que:

F_1 = m_1 g

F_g = m_g g

g
Aceleração gravitacional
9.8
m/s^2
5310
F_g
F_1
Força 1
N
6140
m_g
m_1
Massa 1
kg
10412
F_1 = m_1 * g F_2 = m_2 * g d_1 * F_1 = d_2 * F_2 T_1 = d_1 * F_1 T_2 = d_2 * F_2 gF_1F_2d_1d_2m_1m_2T_1T_2

ID:(3241, 1)



Força gravitacional (2)

Equação

>Top, >Modelo


La força gravitacional (F_g) baseia-se em la massa gravitacional (m_g) do objeto e em uma constante que reflete a intensidade da gravidade na superfície do planeta. Esta última é identificada por la aceleração gravitacional (g), que é igual a 9.8 m/s^2.

Consequentemente, conclui-se que:

F_2 = m_2 g

F_g = m_g g

g
Aceleração gravitacional
9.8
m/s^2
5310
F_g
F_2
Força 2
N
6141
m_g
m_2
Massa 2
kg
10413
F_1 = m_1 * g F_2 = m_2 * g d_1 * F_1 = d_2 * F_2 T_1 = d_1 * F_1 T_2 = d_2 * F_2 gF_1F_2d_1d_2m_1m_2T_1T_2

ID:(3241, 2)