IV.1.3. Pârghia (Tratare Interdisciplinară – Pârghii În Sistemul Locomotor)

Rezolvare: Pasul 1: Identificarea elementelor pârghiei și a brațelor forțelor Problema descrie o pârghie de gradul I cu punctul de sprijin \( O \) situat între punctul de aplicare al forței active \( F \) (exercitată de om) și cel al forței rezistente \( R \) (greutatea blocului de piatră). Lungimea totală a barei este \( l = 2,8 \text{ m} \). Brațul forței active este distanța de la punctul de sprijin la om: \[ b_F = 2,2 \text{ m} \] Brațul forței rezistente este distanța de la punctul de sprijin la blocul de piatră: \[ b_R = l - b_F = 2,8 \text{ m} - 2,2 \text{ m} = 0,6 \text{ m} \] Pasul 2: Calculul forței rezistente Forța rezistentă \( R \) este egală cu greutatea \( G \) a blocului de piatră: \[ R = G = m \cdot g \] \[ R = 240 \text{ kg} \cdot 10 \text{ m/s}^2 = 2400 \text{ N} \] Pasul 3: Aplicarea legii pârghiilor Pentru ca blocul să fie ridicat uniform, pârghia trebuie să fie în echilibru de rotație: \[ F \cdot b_F = R \cdot b_R \] Exprimăm forța minimă aplicată de om: \[ F = \frac{R \cdot b_R}{b_F} \] Înlocuim valorile numerice și simplificăm: \[ F = \frac{2400 \cdot 0,6}{2,2} = \frac{2400 \cdot \cancel{6}^3}{\cancel{22}_{11}} = \frac{7200}{11} \approx 654,55 \text{ N} \]