Biologia 1 > Posts > Aula de Alavancas - Máquinas Simples (9º Ano do Fundamental)

Bolsistas: Andrey W. de Souza e João Felipe C. Brosin

Você sabe o que é uma máquina?

 

As máquinas compreendem quaisquer dispositivos ou ferramentas que nos ajudem a realizar um trabalho. Elas facilitam nossas vidas por que reduzem a quantidade de energia, força e tempo que precisamos para executar atividades que exigem uma força de entrada maior, como levantar um objeto muito pesado, por exemplo.

Uma máquina pode aumentar a magnitude (intensidade) ou a distância de uma força – mas nunca ambas ao mesmo tempo. Elas podem ter os mais variados tamanhos e formas, sendo que algumas máquinas são muito simples quanto ao seu uso e aplicação, enquanto que outras são muito complexas. O macaco hidráulico é um exemplo de máquina simples, mais especificamente uma alavanca. Com a ajuda de um macaco hidráulico somos capazes de levantar um carro, que pode pesar até 1400 Kg. Nesse sentido, não é exagero nenhum dizer que as máquinas nos dão super poderes. Naves espaciais são um outro exemplo de máquinas, só que agora de uma máquina complexa. Esses veículos voam em altíssima velocidade e são extremamente resistentes, permitindo que o homem se desloque grandes distâncias de forma rápida e segura mesmo estando fora da atmosfera terrestre. Em ambos os casos, nota-se que as máquinas servem para facilitar ou permitir a realização de uma atividade que nós não conseguiríamos realizar apenas com nossas capacidades físicas.

Podemos dividir as máquinas em dois tipos principais, como mencionado anteriormente. São eles: as MÁQUINAS SIMPLES e MÁQUINAS COMPLEXAS. Vamos falar mais especificamente sobre as máquinas simples do tipo Alavanca.

As máquinas simples consistem de ferramentas, dispositivos ou objetos com poucas peças móveis que nos ajudam a realizar um trabalho. Nossos ancestrais já usavam maquinas simples para empurrar, puxar e levantar coisas, e hoje quase todas as tarefas do nosso dia a dia são viabilizadas pelo uso de máquinas simples.

A Alavanca é um tipo de máquina simples, sendo composta de três partes fundamentais: o PONTO FIXO ou PONTO DE APOIO (o ponto ao redor do qual a alavanca pode girar); a FORÇA RESISTENTE (o objeto no qual se pretende realizar o trabalho); e a FORÇA POTENTE (força empreendida por nós com o objetivo de aplicar um trabalho sobre um objeto).

Além disso, podemos classificar as alavancas em três tipos principais:

  • Alavanca de Primeira Classe ou INTERFIXA;
  • Alavanca de Segunda Classe ou INTER-RESISTENTE;
  • Alavanca de Terceira Classe ou INTERPOTENTE.

Perceba que os nomes das alavancas nos dão “dicas” quanto ao seu funcionamento e organização. A Alavanca Interfixa recebe esse nome por que o PONTO FIXO está localizado no meio da alavanca, como ocorre em uma gangorra. A alavanca Inter-resistente recebe esse nome porque a FORÇA RESISTENTE está localizada no meio da alavanca, como exemplo temos o carrinho de mão. Por fim, a alavanca Interpotente recebe esse nome porque a FORÇA POTENTE se localiza no meio da alavanca, como ocorre com as pás, por exemplo. Ou seja, o que muda de um tipo de alavanca para outro é o componente que está localizado no meio da alavanca. Vamos a alguns exemplos.

ALAVANCA INTERFIXA

  • A gangorra é um dos melhores e mais ilustrativos exemplos de alavanca. É o tipo de alavanca utilizada para levantar coisas, permitindo que objetos muito pesados possam ser movidos com o emprego de uma força de entrada menor do que a que teríamos que desempenhar sobre o objeto diretamente. Observe que na gangorra o ponto fixo se localiza no meio, o que faz da gangorra uma alavanca interfixa.

  • O alicate e a tesoura também são exemplos de alavancas de primeira classe, assim como a chave de rosca e o martelo quando utilizado para tirar um prego da madeira.

Há ainda outros exemplos de alavancas em nossos corpos, como a mandíbula, nossos pés e nossas pernas.

ALAVANCA INTER-RESISTENTE

  • O carrinho de mão é um excelente exemplo de alavanca de segunda classe. Diferentemente das alavancas do tipo interfixa, nesse caso temos a força resistente no meio da alavanca. O ponto de apoio está localizado no centro da roda, a força potente na parte do carrinho que seguramos para empurrá-lo e a força resistente representada pelo objeto que queremos transportar dentro da caçamba.

  • Um abridor de garrafa também é uma alavanca de segunda classe. Nesse caso o ponto de apoio está localizado na extremidade que fica em contato com o meio da tampa, a força resistente localizada na parte do abridor que apoia na borda da tampa e a força potente na outra extremidade.

ALAVANCA INTERPOTENTE

  • A pá, que é utilizada para remover terra e areia, por exemplo, é uma alavanca de terceiro tipo. Nesse caso, a força potente se localiza no centro da alavanca, enquanto que a força resistente e a força potente se localizam uma em cada extremidade.

Marretas, tacos de golfe e basebol e até mesmo o martelo são exemplos de alavancas de terceiro tipo. Isso mesmo, você não entendeu errado. O martelo, o mesmo martelo que é um exemplo de alavanca interfixa, também pode ser um exemplo de alavanca interpotente, ou seja, um mesmo objeto ou ferramenta, dependendo de como forem usados, podem representar mais de um tipo de alavanca.

  • Até mesmo o nosso braço, isso mesmo, o nosso braço é um excelente exemplo de alavanca interpotente. Nosso cotovelo é o ponto fixo, nossa mão a parte da alavanca que vai estar em contado com a força resistente e nossos músculos a força potente. Por isso, é muito mais fácil suspender um objeto pesado com o braço dobrado do que com ele completamente esticado.

 

AULA PRÁTICA

Com o objetivo de exercitar os conceitos sobre os três tipos de alvancas, propusemos uma prática de aplicação desses conceitos na classificação de alguns objetos em sala de aula seguindo um roteiro e dividindo a turma em pequenos grupos de 4 ou 5 alunos. Para tanto, após uma aula expositiva na qual explicamos os fundamentos de máquinas simples e de alavancas do tipo Interfixa, Interpotente e Inter-resistente, distribuimos entre os grupos formados pelos alunos objetos como alicates, tesouras, martelos (um deles acompanhava uma tábua com um prego fixado), macacos hidráulicos, abridores de garrafa, chave de rosca, expremedor de limão e pinças. Esses objetos foram então classificados pelos alunos dentro dos três tipo de alavancas mostradas em aula, seguindo um roteiro no qual eles deveriam indicar onde estavam localizados os três componentes de cada uma das alavancas, ou seja, onde estava localizado o ponto fixo, a força resistente e a força portente na realização do trabalho com cada um dos objetivos. Ao final da prática as respostas foram revisadas junto a turma toda.

 

Todas as imagens desta publicação são de autoria de Andrey W. de Souza, bolsista do PIBID Biologia.