Alavanca, Funcionamento, Lei, Tipos, O que � Alavanca - P�gina 3
Home Alavanca - P�gina 3 Voltar
Arquimedes deu grandes contribui��es � matem�tica te�rica. Al�m disso, � famoso por aplicar a ci�ncia � vida di�ria. Por exemplo, descobriu o princ�pio que leva seu nome enquanto se banhava. Tamb�m desenvolveu m�quinas singelas como a alavanca ou o parafuso, e aplicou-as a usos militares e de irriga��o. Arquimedes (287-212 a.C.), famoso matem�tico e inventor grego. Escreveu importantes obras sobre geometria plana e espacial, aritm�tica e mec�nica. Nasceu em Siracusa, na Sic�lia, e estudou em Alexandria, no Egito. Antecipou- se a muitas das descobertas da ci�ncia moderna no campo da matem�tica pura, como o c�lculo integral, com seus estudos sobre �reas e volumes de figuras s�lidas curvas e sobre as �reas de figuras planas. Demonstrou tamb�m que o volume de uma esfera equivale a dois ter�os do volume do cilindro que a circunscreve. Em mec�nica, definiu a lei da alavanca e � considerado o inventor da polia composta. Durante sua estada no Egito, inventou o "parafuso sem fim" para elevar o n�vel da �gua. Mas � conhecido principalmente por ter enunciado a lei da hidrost�tica, o chamado princ�pio de Arquimedes. Essa lei estabelece que todo corpo submerso em um fluido experimenta perda de peso igual ao peso do volume do fluido que o corpo desloca. Diz-se que essa descoberta foi feita enquanto o matem�tico se banhava e meditava sobre um problema que lhe fora apresentado pelo rei: como distinguir uma coroa de ouro puro de outra que contivesse prata. Observando o deslocamento e transbordamento da �gua � medida que seu corpo submergia, concluiu que se a coroa, ao submergir, deslocasse quantidade de �gua equivalente a seu peso em ouro, isto significaria que n�o continha outro metal. Conta-se que ficou t�o entusiasmado que saiu nu para a rua gritando heureka, palavra grega que significa "achei". Arquimedes passou a maior parte de sua vida na Sic�lia, em Siracusa e arredores, dedicado � pesquisa e aos experimentos. Embora n�o tivesse nenhum cargo p�blico, durante a conquista da Sic�lia pelos romanos p�s-se � disposi��o das autoridades e muitos de seus instrumentos mec�nicos foram utilizados na defesa de Siracusa. Entre os aparatos de guerra cuja inven��o lhe � atribu�da est� a catapulta e um sistema de espelhos (talvez lend�rio) que incendiava as embarca��es inimigas ao foc�-las com os raios de sol. Durante a conquista de Siracusa, na segunda Guerra P�nica, foi assassinado por um soldado romano que o encontrou desenhando um diagrama matem�tico na areia. Conta-se que Arquimedes estava t�o absorto em suas opera��es que ofendeu o intruso ao dizer-lhe: "N�o desmanche meus diagramas". Muitas de suas obras sobre matem�tica e mec�nica foram preservadas, entre elas o Tratado dos corpos flutuantes, Aren�rio e Sobre o equil�brio dos planos. Alavanca, m�quina simples que consiste normalmente em uma barra r�gida m�vel em torno de um ponto fixo, denominado fulcro ou ponto de apoio. O efeito de qualquer for�a aplicada � alavanca faz com que esta gire em rela��o ao fulcro. A for�a rotativa � diretamente proporcional � dist�ncia entre o fulcro e a for�a aplicada. No tipo mais comum de alavanca, aplica-se um esfor�o relativamente pequeno � ponta mais distante do fulcro, para levantar um grande peso pr�ximo a este. Muitas ferramentas, como o quebra-nozes e o carrinho de m�o, s�o baseadas no princ�pio da alavanca. Polia, dispositivo mec�nico de tra��o ou eleva��o, formado por uma roda montada em um eixo, com uma corda rodeando sua circunfer�ncia. A roda e seu eixo podem ser considerados tipos especiais de alavanca. Com um sistema de polias m�veis (tamb�m chamado cadernal), � poss�vel levantar grandes pesos com muito pouca for�a. O segundo princ�pio importante da est�tica dos fluidos foi descoberto por Arquimedes. O princ�pio de Arquimedes afirma que todo corpo submerso num fluido experimenta uma for�a para cima igual ao peso do fluido deslocado por aquele corpo. Isso explica como um navio pesado consegue flutuar. Tamb�m permite determinar a densidade de um objeto cuja forma seja t�o irregular que seu volume n�o possa ser medido diretamente. Mec�nica de fluidos, parte da f�sica que se ocupa da a��o dos fluidos em repouso ou em movimento, assim como das aplica��es e mecanismos de engenharia que os utilizam. A mec�nica de fluidos � fundamental em campos t�o diversos como a aeron�utica (ver Avi�o), a engenharia qu�mica, civil e industrial, a meteorologia, a constru��o naval (ver Navios e constru��o naval) e oceanografia. Pode ser subdividida em dois campos principais: a est�tica dos fluidos, ou hidrost�tica, que se ocupa de fluidos em repouso, e a din�mica de fluidos, que trata de fluidos em movimento. O termo "hidrodin�mica" aplica-se ao fluxo de l�quidos ou ao fluxo de gases a baixa velocidade em que o g�s � essencialmente incompress�vel. A hidr�ulica lida principalmente com a utiliza��o da press�o da �gua ou do �leo em engenharia. Entre as aplica��es da mec�nica de fluidos est�o a propuls�o a jato, as turbinas, os compressores e as bombas (Ar comprimido).
EST�TICA DOS FLUIDOS
Uma caracter�stica fundamental de qualquer fluido em repouso � que a for�a exercida sobre qualquer part�cula do fluido � a mesma em todas as dire��es. Esse conceito � conhecido como lei de Pascal. Quando a gravidade � a �nica for�a que atua sobre um l�quido colocado num recipiente aberto, a press�o em qualquer ponto do l�quido � diretamente proporcional � profundidade do ponto, e � independente do tamanho ou forma do recipiente.
DIN�MICA DE FLUIDOS
Lida com as leis dos fluidos em movimento. O primeiro avan�o importante foi feito por Evangelista Torricelli, que relacionou a velocidade de sa�da de um l�quido pelo orif�cio de um recipiente com a altura do l�quido situado acima de tal orif�cio (teorema de Torricelli). O grande avan�o seguinte no desenvolvimento da mec�nica de fluidos teve que aguardar a formula��o das leis do movimento pelo matem�tico e f�sico ingl�s Isaac Newton. Essas leis foram aplicadas aos fluidos pelo matem�tico su��o Leonhard Euler. Ele foi o primeiro a reconhecer que as leis da din�mica de fluidos s� podem expressar-se de forma relativamente simples se se sup�e que o fluido � incompress�vel e ideal, isto �, se se pode ignorar os efeitos do atrito e a viscosidade. Mas como esse nunca � o caso de fluidos reais em movimento, os resultados de tal an�lise s� podem servir como uma estimativa para os fluxos em que os efeitos da viscosidade s�o pequenos. Tais fluidos seguem os princ�pios do teorema de Bernoulli. As leis da mec�nica dos fluidos podem ser observadas em muitas situa��es cotidianas. Por exemplo, a press�o exercida pela �gua no fundo de um tanque � igual � exercida pela �gua no fundo de um tubo estreito, desde que a profundidade seja a mesma. Se um tubo comprido cheio de �gua for inclinado, de forma que sua altura m�xima seja de 15 m, a press�o ser� a mesma que nos outros casos (esquerda). Num sif�o (direita), a for�a hidrost�tica faz com que a �gua flua para cima, por sobre a borda, at� que se esvazie o cubo ou se interrompa a suc��o.