Calculadora de fulcro

Encontre o ponto de equilíbrio entre duas cargas nos lados de uma alavanca ideal.

Posição do fulcro
Informe duas forças e a distância entre elas para localizar o apoio que equilibra os torques.

Sobre o fulcro e o equilíbrio de alavancas

O fulcro é o ponto de apoio em torno do qual a alavanca gira. Quando forças para baixo atuam em lados opostos, só há equilíbrio se seus momentos, ou torques, em relação ao fulcro forem iguais. Esta calculadora encontra esse ponto entre duas forças separadas por uma distância conhecida. Ela considera uma alavanca rígida sem peso, forças perpendiculares e um apoio sem atrito. Se a força esquerda é F1, a direita é F2 e a separação total é L, o equilíbrio exige F1d1 = F2d2 e d1 + d2 = L. Resolvendo, temos d1 = F2L/(F1 + F2) e d2 = F1L/(F1 + F2). A força maior deve ficar mais perto do fulcro; a menor atua por um braço mais longo. Forças iguais colocam o apoio exatamente no meio. As forças podem ser informadas em newtons e as distâncias em metros, conforme os rótulos. A proporção geométrica não muda se ambas as forças usarem outra unidade comum e todas as distâncias também. Em princípio, as distâncias resultantes seguem a unidade de comprimento informada, mas a interface identifica metros para evitar misturas. Se os dados forem massas, multiplique cada uma pela mesma aceleração da gravidade. Como esse fator se cancela, massas na mesma unidade também podem ser comparadas como cargas proporcionais quando a gravidade local é idêntica. Alavancas reais incluem outros fatores: peso da viga no centro de gravidade, forças inclinadas, atrito nos mancais e largura dos apoios. Cada carga adicional contribui com seu próprio momento com sinal e não cabe nesta equação de duas cargas sem antes combinar corretamente forças e momentos. Use a ferramenta para gangorras, barras de equilíbrio simples, exercícios de estática e projetos preliminares. Em dispositivos estruturais de içamento, considere peso próprio, cargas dinâmicas, resistência do material, reações de apoio e um fator de segurança adequado antes de escolher componentes ou aprovar a operação segura.

Exemplos de posição do fulcro

EntradasDistâncias da esquerda e da direitaObservação
100 N à esquerda; 50 N à direita; distância de 3 m1 m; 2 mO apoio fica mais perto da força esquerda, que é maior.
80 N à esquerda; 120 N à direita; distância de 5 m3 m; 2 mA força direita, maior, recebe o braço mais curto.
200 N à esquerda; 200 N à direita; distância de 4 m2 m; 2 mCargas iguais se equilibram no ponto médio.

Como encontrar o fulcro

  1. Meça as duas forças usando a mesma unidade.
  2. Meça a distância em linha reta entre os pontos de aplicação.
  3. Informe os três valores positivos e selecione Calcular posição do fulcro.
  4. Meça a distância indicada a partir de qualquer carga para posicionar o apoio.

Perguntas frequentes

Por que o fulcro fica mais perto da carga mais pesada?

Torque é força multiplicada pela distância perpendicular. Uma força maior precisa de um braço menor para igualar o torque de uma força menor em um braço mais longo.

Posso informar massa em vez de força?

Massas proporcionais podem ser usadas sob a mesma gravidade, pois o fator de conversão se cancela. Para cálculos SI rigorosos, converta primeiro a massa em força em newtons.

O peso da própria alavanca importa?

Sim, ele produz um momento adicional no centro de gravidade. Esta calculadora de duas forças considera esse peso desprezível ou sustentado separadamente.

E se a força atuar inclinada?

Somente a componente perpendicular à alavanca produz torque. Decomponha cada força inclinada antes de usar este cálculo simplificado.

O que acontece quando as forças são iguais?

Forças iguais em lados opostos exigem braços iguais para o equilíbrio de rotação. Assim, o fulcro fica no ponto médio entre seus pontos de aplicação.