Leva (fisica)

Tipi di leve: in alto una leva del primo tipo, in basso una del terzo

	« Datemi un punto d'appoggio e solleverò il mondo. »
	(Archimede)

Una leva è una macchina semplice che trasforma il movimento.

Essa è composta da due bracci solidali fra loro, cioè che ruotano nello stesso angolo e con la stessa velocità angolare, incernierati per un'estremità a un fulcro, attorno al quale sono liberi di ruotare .

I bracci di una leva sono anche indicati con i termini di braccio-potenza (P) e braccio-resistenza (R); il primo è il braccio al quale bisogna applicare una forza per equilibrare la forza resistente applicata all'altro braccio.

Condizione di equilibrio

La condizione di equilibrio nella leva è la consueta condizione di equilibrio alla rotazione: la somma dei momenti meccanici ad essa applicate deve essere uguale a zero.

Poiché nella leva l'asse di rotazione è fisso e sono applicate solo due forze, è sufficiente uguagliare i due momenti:

$b_1 \cdot F_1 = b_2 \cdot F_2$,

dove:

• $\vec F_1$, è la forza applicata all'estremità del braccio b₁ (che farebbe ruotare la leva in un dato verso);
• $\vec F_2$ è la forza applicata all'estremità del braccio b₂ (che farebbe invece ruotare la leva nel verso opposto).

Segue $\frac {b_1}{b_2} = \frac {F_2}{F_1}$, ovvero il braccio e la forza su di esso applicata sono inversamente proporzionali.

Vantaggio meccanico

Metodo di sollevamento con una leva di una commode

Per approfondire, vedi la voce Guadagno meccanico.

Dalla condizione di equilibrio segue che imprimendo all'estremità del braccio lungo della leva un movimento con una determinata forza, l'estremità del suo braccio corto si muoverà con una forza moltiplicata di un fattore b₁/b₂, anche se percorrerà un cammino ridotto dello stesso fattore, e viceversa se l'azione viene invece compiuta sul braccio corto. Il rapporto tra le dimensioni dei bracci determina quindi il rapporto tra forza resistente e forza da applicare.

Classificazione delle leve

In base al rapporto tra forza resistente e forza applicata (o potenza) le leve si distinguono in:

• svantaggiose: se la forza applicata richiesta è maggiore della forza resistente, ovvero se il braccio-resistenza è più lungo del braccio-potenza (b_p / b_r < 1);
• indifferenti: se la forza applicata richiesta è uguale alla forza resistente, ovvero se il braccio-resistenza è uguale al braccio-potenza (b_p / b_r = 1);
• vantaggiose: se la forza applicata richiesta è minore della forza resistente,ovvero se il braccio-resistenza è più corto del braccio-potenza (b_p / b_r > 1);

In base alla posizione reciproca del fulcro e delle forze le leve si distinguono in:

• leve di primo genere: il fulcro si trova tra le due forze (interfulcrate); possono essere vantaggiose, svantaggiose o indifferenti;

• leve di secondo genere: la forza resistente si trova tra fulcro e forza motrice (o potenza)(interresistente); sono sempre vantaggiose;

• leve di terzo genere: la forza motrice (potenza) si trova tra fulcro e forza resistente; sono sempre svantaggiose.

Esempi di leve

La tabella seguente riporta alcuni semplici esempi di leve, indicando il fulcro, i punti di applicazione delle forze, il tipo di leva.

Leva	Fulcro	Forza resistente	Forza applicata	Tipo
Forbici	Cerniera	Oggetto da tagliare	Impugnatura	I
Tenaglia	Cerniera	Chiodo	Impugnatura	I
Carrucola fissa	Asse centrale	Oggetto da sollevare	Forza fisica	I
Vanga	Mano o coscia	Lama con zolla	Altra mano	I
Remo	Scalmo	Attrito dell'acqua	Forza fisica	I
Mantice	Ugello	Sacca d'aria	Impugnatura	II
Carriola	Asse della ruota	Peso da trasportare	Manici	II
Schiaccianoci	Perno	Noce	Mano	II
Braccio umano	Gomito	Oggetto sorretto dalla mano	Bicipite	III
Prendi ghiaccio	Perno	Cubetto di ghiaccio	Mano	III
Pinzetta	Perno	Oggetto da prendere (ad esempio: pelo, francobollo)	Dita	III
Pinza per i carboni ardenti	Perno	Oggetto da prendere (carbone)	Dita	III

Bibliografia

• Gianni Arduino; Renata Boggi, Educazione tecnica, 1^a ed. (in italiano), Lattes, 1990.
• Ugo Amaldi; Roberto Fantini, La fisica di Amaldi, 1^a ed. (in italiano), Zanichelli, 2007.

Voci correlate

• Braccio
• Carrucola
• Puleggia
• Martello
• Coltello
• Rastrello
• Sega
• Raspa
• Ascia
• Carriola
• Vanga

Altri progetti

• Commons

• Wikimedia Commons contiene file multimediali su Leva (fisica)

Collegamenti esterni

• Una applet dimostrativa sulle leve
• Informazioni sulle leve e calcolo di eventuali incognite

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Portale Meccanica