Cosa sono le leve e come funzionano? Scopriamolo insieme!
La definizione
La leva è il primo tipo di macchina semplice inventato dall’uomo: serve a trasformare ed a trasferire l’energia cinetica. Possiamo utilizzare una leva per vari scopi, come ad esempio sollevare qualcosa di molto pesante, con il minor sforzo possibile.
Questo tipo di macchina semplice non fa altro che reindirizzare le forze: è un dispositivo in grado di compiere lavoro eseguendo un semplice movimento.
Gli elementi fondamentali
Alla base ci sono tre elementi fondamentali.
Una leva è costituita da una barra rigida capace di muoversi attorno ad un punto fisso, chiamato fulcro. Ruotando attorno ad esso, tramite l’applicazione di una forza meno intensa chiamata potenza, si riesce a trasmettere energia allo scopo di contrastare un’altra forza esterna chiamata resistenza. Le distanze tra i punti di applicazione di queste due forze e il fulcro sono i bracci della leva.
Il principio
Il principio alla base della leva è quello dell’equilibrio dei momenti. Una leva si trova in equilibrio fino a quando il prodotto della potenza P per il suo braccio è uguale al prodotto della resistenza R per il suo braccio. Infatti, poiché nella leva l’asse di rotazione è fisso e sono applicate solo due forze, è sufficiente uguagliare i due momenti per raggiungere l’equilibrio.
I tre tipi di leve
Le leve vengono distinte in base alla posizione del fulcro rispetto al punto di applicazione della potenza e della resistenza: si dividono in leve di primo genere, di secondo genere e di terzo genere.
Nelle leve di primo genere il fulcro si trova tra la potenza e la resistenza. Due esempi di questo tipo di leva sono l’altalena o un paio di forbici. Possono essere vantaggiose, svantaggiose o indifferenti a seconda della posizione del fulcro, più o meno vicina ad una delle due forze. Utilizzando questa leva è possibile sollevare corpi molto più pesanti di quanto non si riesca a fare con la sola forza muscolare.
Nelle leve di secondo genere la resistenza si trova tra il fulcro e la potenza. Questo tipo di leva è sempre vantaggioso. Due esempi di questo tipo di leva sono lo schiaccianoci e la carriola.
Nelle leve di terzo genere, infine, la potenza si trova tra il fulcro e la resistenza. Questo tipo di leva è sempre svantaggioso, ma permette di agire con precisione anche senza necessariamente l’uso della forza. Due esempi di questo tipo di leva sono le pinzette ed il nostro stesso braccio.
«Datemi una leva e un punto d’appoggio e solleverò il mondo». Così sembra abbia detto Archimede dopo aver scoperto il principio della leva.
