Le leve sono delle macchine semplici che servono per equilibrare una forza resistente Fr mediante l’applicazione di un’altra forza, in posizione opportuna, che si chiama forza motrice Fm.
Le leve si possono classificare in 3 tipi in funzione delle posizioni che assumono la forza motrice, la forza resistente e il fulcro.
Leva di 1° genere
La leva di 1° genere è caratterizzata dal fulcro in posizione intermedia tra la forza motrice e la forza resistente.
Nella figura la forza resistente e la forza motrice sono rappresentate dalle masse poste nei due rami della leva.
Per quanto concerne la relazione matematica che governa l’equilibrio delle forze applicate, vale la relazione vista per l’asta fulcrata al centro (il cui schema meccanico coincide con la leva di 1° genere):
Fr : Fm = bm : br
Il guadagno definito dalla seguente formula:
G = Fr / Fm
di una leva di 1° genere può essere minore di 1, uguale a 1 o maggiore di 1.
Con riferimento alla figura, se poniamo Fr = 10g e Fm = 5g, il guadagno della leva è: G = 10g/5g= 2 (macchina vantaggiosa).
Quindi la leva raffigurata è in grado di equilibrare una forza resistente doppia rispetto alla forza motrice di cui disponiamo.
Leva di 2° genere
Nella leva di 2° genere la forza resistente Fr è posta in posizione intermedia tra il fulcro e la forza motrice Fm.
Nella figura sono riportate delle macchine semplici di uso comune rappresentative della leva di 2° genere.
Schematicamente la leva di 2° genere può essere raffigurata nel seguente modo:
Vale per essa la stessa relazione di equilibrio vista prima:
Fr : Fm = bm : br
Il braccio della forza resistente br è il segmento OA; mentre il braccio della forza motrice bm è il segmento OB.
Il guadagno definito dal rapporto Fr/Fm può essere calcolato anche in termini di rapporto di bracci, tenendo conto della precedete relazione:
G = bm / br
Si capisce immediatamente che il guadagno per una leva di 2° genere è superiore all’unità in quanto bm è sempre maggiore di br; quindi è una macchina vantaggiosa.