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MÁQUINAS SIMPLES Na Pré-História a vida do ser humano era marcada pela necessidade de usar intensamente a força física. Para realizar as tarefas do cotidiano, o ser humano pré-histórico dependia, exclusivamente, de sua força muscular para percorrer longas distâncias em busca de alimentos, caçar, atravessar obstáculos, mover pedras e carregar objetos pesados. Ao longo do tempo, a partir dos conhecimentos e das experiências realizadas, o ser humano foi adquirindo habilidades que lhe permitiram descobrir como construir instrumentos e como manuseá-los em seu benefício. Essas experiências deram origem às primeiras máquinas simples: instrumentos de pedra e pedra lascada, madeira e ossos. No nosso dia a dia, utilizamos diversos instrumentos para facilitar as tarefas cotidianas, como martelos, alicates, tesouras, pinças, facas, chaves de fenda, engrenagens, parafusos, etc. Esses instrumentos nada mais são do que máquinas simples que facilitam a realização de ações, como levantar, arrastar, cortar, moer, furar ou encaixar objetos. ALAVANCA Uma alavanca é uma barra, uma haste de madeira ou outro material resistente que pode se mover sobre um ponto fixo, também conhecido como ponto de apoio. As alavancas são muito úteis para mover objetos pesados. Observe que a pessoa da figura aplica uma força a determinada distância do ponto fixo, com intuito de vencer o peso da rocha, que está a outra distância do mesmo ponto. Chamamos força potente ou força motriz a força capaz de produzir movimento e força resistente a força capaz de se opor ao movimento, que, no caso da figura, está associada ao peso da rocha (as setas indicam o sentido das forças). A alavanca representada na figura é chamada alavanca interfixa, porque o ponto fixo fica entre (inter) a força potente e a força resistente. São exemplos de alavancas interfixas a tesoura e o alicate. Já nas alavancas inter-resistentes a força resistente está entre o ponto fixo e a força potente. Compare os esquemas gerais das alavancas interfixas e inter-resistentes na figura observe que nas alavancas inter- resistentes a distância entre o ponto fixo e a força resistente é sempre menor que a distância entre o ponto fixo e a força potente. São exemplos de alavancas inter-resistentes o carrinho de mão, equipamento usado na construção civil, e o quebra-nozes. A pinça funciona como uma alavanca interpotente: a força potente fica entre o ponto fixo e a força resistente. Observe que, nesse tipo de alavanca, a distância do ponto fixo à força resistente é sempre maior que a distância do ponto fixo à força potente. Por isso, é preciso executar uma força maior do que a resistência. A vantagem de usar esse tipo de alavanca não é diminuir a força, mas fazer com que um pequeno deslocamento na altura da força potente provoque um deslocamento maior na altura da força resistente. As pinças e os pegadores de alimentos são exemplos desse tipo de alavanca. ROLDANAS OU POLIAS Essas ferramentas são constituídas por uma roda ou disco que pode ser de metal, de madeira ou de material plástico rígido, com um sulco na superfície externa, pelo qual passa uma corda ou um cabo. Sua principal função é inverter o sentido de aplicação de uma força. Isso não diminui o trabalho nem a força aplicada, mas torna mais cômoda a realização de certas atividades. Se você pretende erguer uma caixa até 2 metros acima do solo, por exemplo, é mais adequado fazê-lo com o auxílio de uma roldana. Se essa roldana for do tipo fixa, você terá de puxar 2 metros de corda, e a condição de equilíbrio ocorrerá quando a força aplicada (força potente) for igual ao peso da caixa deslocada (força de resistência). Para se elevar um corpo fazendo um esforço menor, é necessário utilizar uma roldana fixa associada a uma ou mais roldanas móveis. Essas roldanas se movem junto ao objeto. É preciso que as demais roldanas sejam móveis, diminuindo, assim, a força necessária para erguer o corpo e possibilitando um esforço menor para elevá-lo. PLANO INCLINADO O plano inclinado, popularmente chamado de rampa, também é um exemplo de máquina simples. Essa máquina tem por objetivo facilitar a elevação dos corpos, até certa altura, em relação ao solo. Uma rampa ou qualquer plano que forme um ângulo com uma superfície horizontal é um plano inclinado. Veja a figura, A força necessária para elevar uma caixa pesada a 1 metro de altura, por exemplo, com o auxílio de um plano inclinado, é menor do que se a caixa fosse levantada verticalmente. E, quanto menor for a inclinação, menor será a força. No entanto, a distância percorrida pela caixa é maior; portanto, o trabalho é o mesmo. Em regiões serranas e montanhosas, por vezes é necessária a construção de estradas, trilhas ou caminhos sinuosos. Estes são como planos inclinados, que exigem menor esforço do que uma trajetória vertical. Em uma estrada sinuosa um longo plano inclinado reduz o esforço da subida, embora haja um aumento da distância a ser percorrida. As rampas de acesso construídas em calçadas, entradas de edifícios, estádios e estações de ônibus, de trens e de metrô são exemplos de planos inclinados. Parafusos A rosca de um parafuso é um plano inclinado disposto em espiral na superfície de um cilindro. Desta maneira, a força aplicada para girar o parafuso resulta em uma força vertical que faz com que o parafuso entre na superfície. São muitas as aplicações dos parafusos; entre as mais comuns estão fixar e deslocar objetos. Assim como outras máquinas simples, quase sempre são utilizados como componentes de máquinas mais complexas Cunha A cunha é um plano inclinado duplo, construída em material rígido como madeira ou em ferro. Ela pode ser considerada como dois planos inclinados unidos em suas bases. A cunha é empregada em múltiplas situações, como para separar troncos de madeira ou pedra em partes e servir de calço para portas ou para pneus de veículos estacionados em ladeiras – o que ajuda a impedir que o veículo se desloque ladeira abaixo. Além disso, é utilizada para nivelar e ajustar peças que não se encaixam corretamente nos espaços determinados. Os instrumentos que cortam ou perfuram, como pregos, facas, machados e lâminas em geral, fazem uso da cunha, que converte uma força de cima para baixo em forças laterais. Sugestão de vídeo do Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=V6c_j0-VEOs - Plano inclinado - máquina simples https://www.youtube.com/watch?v=OV4TpXZndtI - Aula 1 - Máquinas Simples (7º ano) https://www.youtube.com/watch?v=H2whjpkReV8 - máquinas simples animação https://www.youtube.com/watch?v=G4o6wA6DDxU - Máquinas para crianças- Máquinas simples e máquinas compostas https://www.youtube.com/watch?v=V6c_j0-VEOs https://www.youtube.com/watch?v=OV4TpXZndtI https://www.youtube.com/watch?v=H2whjpkReV8 https://www.youtube.com/watch?v=G4o6wA6DDxU
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