Prática 6 - Leis de Newton 3 - Roldanas

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Leis de Newton 4: Roldanas
Professor: Rochkhudson Batista de Faria 
Autores: 
Curso: Engenharia de Produção
Turma: 
Datas de realização das práticas: 
Contagem, 06 de Novembro de 2015
Prática 6 - Leis de Newton 4: Roldanas
INTRODUÇÃO
As roldanas são instrumentos usados para modificar a direção de aplicação de uma força, em geral produzindo situações de maior conforto ou facilidade. As roldanas também podem ser equiparadas a uma máquina simples do tipo alavanca, pois ela possui um ponto de apoio, possui uma força e uma carga. A roldana nada mais é do que uma roda cuja periferia passa uma corda, correia ou cabo. As roldanas, cujo centro não se move, são chamadas de roldanas fixas, do contrário, são chamadas de roldanas móveis.
A roldana fixa facilita a realização de um esforço por mudar a direção da força que seria necessária. Nesse caso, a força necessária para equilibrar o corpo é igual à força realizada pela pessoa. Entretanto, para levantar a carga, temos que puxar para baixo, o que facilita o trabalho.
As roldanas móveis diminuem a intensidade do esforço necessário para sustentar um corpo, pois parte desse esforço é feito pelo teto, que sustenta o conjunto.
OBJETIVOS
Analisar o comportamento de roldanas fixas e móveis.
 MATERIAIS
6 massas de 50g com gancho;
1 dinamômetro de 2 N;
1 tripé com manipulo + haste de metal;
1 fixador de plástico com duas roldanas fixas;
1 carretel de linha;
1 roldana simples móvel;
1 roldana dupla móvel.
PROCEDIMENTOS
Parte 1 
Determinou-se o peso de uma massa de 50g;
Montou-se o equipamento conforme a figura 1;
Colocou-se duas massas de 50 g na roldana móvel simples, sendo essa a força FR – força na roldana;
Colocou-se na outra extremidade do fio o peso necessário para equilibrar o sistema, sendo essa a força FE – força de equilíbrio;
Comparou-se os valores de FR e FE obtidos e calculou-se a vantagem mecânica da roldana móvel pela equação .
Figura 1: Modelo esquemático de montagem dos equipamentos parte 1.
Fonte: Una – Apostila de Física Mecânica
Em seguida repetiu-se os procedimentos anteriores, agora com quatro massas na roldana móvel simples.
Parte 2 
Montou-se o equipamento conforme a figura 2;
Colocou-se quatro massas na roldana móvel dupla;
Na outra extremidade do fio colocou-se o peso necessário para equilibrar o sistema.
Figura 2: Modelo esquemático de montagem dos equipamentos parte 2.
Fonte: Una – Apostila de Física Mecânica
RESULTADOS
Parte 1 
Peso massa: 0,50 ± 0,01 N
Roldana móvel simples com duas massas
FR: 1,0 ± 0,01 N
FE: 0,5 ± 0,01 N
Roldana móvel simples com quatro massas
FR: 2,0 ± 0,01 N
FE: 1,0 ± 0,01 N
Parte 2 
Roldana móvel dupla com quatro massas
FR: 2,0 ± 0,01 N
FE: 0,5 ± 0,01 N
QUESTÕES
Parte 1
1) Considerando o que você observou no experimento, explique a vantagem de se utilizar uma roldana móvel e sugira uma aplicação prática para esse tipo de roldana. 
Ao utilizar uma roldana móvem tem-se a vantagem de reduzir a força da ação a ser aplicada, a correta combinação de roldanas móveis nos permite levantar pesos cada vez maiores utilizando a mesma força. 
2) Qual a função da roldana fixa? Qual é o valor de sua vantagem mecânica? 
 
A roldana fixa muda o sentido em que se aplica a força ao levantarmos um corpo, exercendo a força para baixo, o que facilita a ação. A vantagem mecânica é de 1.
Parte 2
1) Compare os valores de FR e FE . Calcule a vantagem mecânica Vm da roldana móvel dupla.
 
Demonstrou-se os cálculos no item “resultados”, a vantagem mecânica encontrada foi de 4. 
2) Compare a vantagem mecânica da polia móvel simples e da polia móvel dupla. O que você pode concluir? Se utilizássemos uma roldana móvel tripla, qual seria sua vantagem mecânica?
A vantagem mecânica ao utilizar uma polia movél é igual a 2, se usarmos mais polias associadas poderemos ir sucessivamente multiplicando a vantagem mecânica por 2. Dessa forma, ao usarmos a polia móvel, teremos uma vantagem mecânica de 2 x 2 = 4.
Para uma roldana móvel tripla teremos uma vantagem mecânica igual 2 x 2 x 2 = 8. 
Conclui-se então que a vantagem mecânica é pode ser dada por , onde n é o número de polias móveis usadas.
DISCUSSÕES
Comparando o sistema de roldanas simples e dupla, chegamos ao resultado que a vantagem mecânica é maior, isso significa que quanto mais roldanas utilizarmos menor será a força que teremos que exercer.
CONCLUSÃO
A prática foi realizada com êxito, no que diz respeito ao aferimento de medidas e entendimento do funcionamento de roldanas e a vantagem mecânica que podem trazer. 
Com os experimentos realizados chegamos à conclusão que as roldanas são de grande ajuda para diminuir o esforço a ser aplicado para determinadas atividade. Facilitando assim a o trabalho a ser desenvolvido.
Concluimos também que a vantagem mecânica, ou “o quanto ganhamos de força” ao usar uma polia depende do modo como a usamos, ao fazer associação de polias combinando os efeitos das mesmas, podemos aumentar a vantagem mecânica. Quanto mais polias móveis associadas, maior a vantagem mecânica.
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
MECATRÔNICA ATUAL. Trabalhando com polias ou roldanas,2011. Disponível em
http://www.mecatronicaatual.com.br/educacao/1258-trabalhando-com-polias-ou-roldanas Acesso em 30/10/2015.
SILVA, Domiciano Correa Marques da. Aplicando as leis de Newton nas roldanas, disponível em:http://www.alunosonline.com.br/fisica/aplicando-as-leis-newton-nas-roldanas.html Acesso em 30/10/2015.
UNA, Instituto Politécnico – Apostila de Física Mecânica – Belo Horizonte, 20