Leve – Spiegazione

Le leve

Quando si parla di leve, ci si riferisce a macchine semplici, ossia tutti quelli oggetti che non derivano da altri, ma che ne fanno derivare altri. Per fare un parallelismo con la grammatica, è come se fossero dei nomi primitivi.
Sono oggetti che nascono con lo scopo di migliorare la vita dell'uomo; sono costituite principalmente da 3 elementi:

- il fulcro, che è il punto da cui si aziona la leva, facendole compiere un moto rotatorio. Per esempio, nelle forbici è il punto di intersezione tra le due lame, mentre nella carriola è la ruota;

- le forze, che sono di 2 tipi: motrice, ossia quella da applicare, e resistente, quella da vincere per mettere in movimento la leva. Quando la forza da applicare è minore di quella da vincere la leva viene detta “vantaggiosa”, mentre se è necessario applicare una forza maggiore per vincerne una di intensità minore, allora si parla di leva svantaggiosa;

- i bracci, che corrispondono alle distanze delle forze dal fulcro.

Una leva si dice in equilibrio quando il momento motore ha la stessa intensità di quello resistente, quindi vale la relazione:

Fm X Bm = Fr X Br (prodotto tra forze e bracci)

da cui scaturisce anche la proporzione:

Fm : Fr = Br : Bm

che esprime il rapporto tra le forze e i relativi bracci, ossia di proporzionalità inversa: se una delle due raddoppia, l'altra dimezza, e così via.

Esistono 3 tipi di leve:

- di primo genere, dove il fulcro è posizionato tra la forza motrice e quella resistente; possono essere vantaggiose o svantaggiose. Alcuni esempi sono rappresentati dalle forbici e dalle mollette per il bucato;

- di secondo genere, nelle quali è la forza resistente ad essere posizionata tra il fulcro e la forza motrice; sono sempre vantaggiose, perché il braccio motrice risulterà essere maggiore di quello resistente, perciò la forza motrice sarà minore di quella resistente (proporzionalità inversa).
Alcuni esempi sono forniti dallo schiaccianoci e dalla carriola;

- di terzo genere, dove la forza motrice è tra il fulcro e la forza resistente; sono sempre svantaggiose, perché il braccio resistente risulterà essere maggiore di quello motrice, perciò la forza resistente sarà minore di quella motrice (proporzionalità inversa). Sono leve di terzo genere le pinze da cucina.

Indicazioni utili per la messa in pratica

Nel momento in cui si iniziano a mettere in pratica queste conoscenze affrontando i problemi, è bene tenere a mente che il braccio è sempre e solo la distanza di una forza dal fulcro, NON da un'altra forza. Può capitare, per esempio, che in una leva di secondo genere si consideri come braccio della motrice solo la distanza dalla forza resistente, quando invece si dovrebbero sommare i due valori (e ottenere così la distanza dal fulcro).
Sempre riguardo al braccio, è bene ricordare che non corrisponde a una qualsiasi distanza della forza dal fulcro, ma alla distanza perpendicolare.
Infine, quando ci si trova a dover riconoscere un tipo di leva, spesso si confonde il fulcro e non si riesce a trovare un oggetto a cui associarlo. Un piccolo consiglio può essere quello di pensare alla leva in movimento, e fare riferimento al punto che dà origine alla rotazione (e al conseguente momento). Per esempio, se facessimo ruotare un cavatappi, scopriremo che il fulcro risiede nell'estremità anteriore.