Unidade 3 Roldanas

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Centro de Educação a Distância do Ceará - CED 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Práticas Experimentais 
de FÍSICA Aplicadas ao 
ENEM 
 
Módulo 3: Mecânica 
Unidade 3: Roldanas 
Tutora: Mariana Teixeira de Castro 
 
 
 
Centro de Educação a Distância do Ceará - CED 
 
 
 
 
seja bem vindo a nossa terceira aula deste módulo. 
Atenção!!! Não se esqueça de participar do fórum e de responder a 
tarefa deste módulo até o final no prazo estipulado. 
 
Bons estudos!!! 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Olá, 
 
 
Centro de Educação a Distância do Ceará - CED 
UNIDADE 3: ROLDANAS 
 
 
 
3.1 Material Utilizado 
 
 1 sistema de sustentação; 
 1 roldana fixa; 
 3 roldanas móveis; 
 1 roldana móvel de cadernal; 
 4 massas acopláveis de 0,5 N/50g; 
 1 gancho lastro em aço; 
 1 dinamômetro de precisão 0,02N 
 3 fios de respectivamente 44, 44 e 80cm; 
 
As roldanas, também chamadas de polias, são tipos de rodas 
utilizados em máquinas para direcionar a força feita sobre determinados 
objetos por meio de fios, cordas ou cabos, de modo que seja possível desviar 
a trajetória ou até mesmo levantá-los. Elas são utilizadas na construção civil, 
na composição de motores, aparelhos de academia etc. 
 
3.2 Roldana Fixa 
 
Ela geralmente é utilizada para erguer objetos pesados, e a força feita 
para tal tarefa corresponde exatamente ao peso do objeto elevado. Sua função 
é apenas proporcionar a elevação do objeto. 
 
Obs: Representar o funcionamento da roldana fixa utilizando as massas 
acopladas no gancho e o dinamômetro. 
 
 
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Figura 1: Roldana Fixa 
 
3.3 Roldanas Fixas e Móveis 
 
Existe uma forma de associar roldanas de modo que a força necessária 
para elevar determinado objeto seja menor que o peso do referido corpo. Na 
imagem a seguir, a roldana de número 1 está presa ao teto, por isso, é fixa e 
capaz de alterar a direção e o sentido de aplicação da força. As roldanas 2, 3 e 
4, que são denominadas de soltas, estão acopladas entre si, e o objeto 
levantado está preso à roldana 4. 
 
Obs: Representar o funcionamento da roldana fixa utilizando as massas 
acopladas no gancho e o dinamômetro. 
 
 
Figura 2: Associação de Roldanas 
 
 
 
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Cada roldana solta reduz a ação da força peso pela metade, de forma 
que o esforço necessário para elevar um determinado objeto seja menor. A 
força peso do objeto da figura anterior será dividida ao meio pela ação das 
polias 2, 3 e 4, portanto, a força necessária para elevar o objeto será oito vezes 
menor que o seu peso. 
A partir desse raciocínio, concluímos que a força executada para 
erguer um determinado objeto por meio de um sistema de polias dependerá do 
número de roldanas soltas, como demonstrado na seguinte equação: 
F = 
𝑃
2𝑁
 
Onde: 
F: força necessária para que um determinado objeto seja erguido; 
P: peso do objeto; 
N: número de espiras soltas que compõem o sistema. 
Repare que, no exemplo da figura anterior, as três roldanas soltas 
tornaram a força feita oito vezes menor. 
F = 
𝑃
2𝑁
 → F = 
𝑃
23
 → F = 
𝑃
8
 
Exemplo: 
Baseado na situação anterior, onde existe uma roldana fixa e três 
polias soltas, imagine que o conjunto de massas erguidos possua massa igual 
a 200g. Qual a força necessária para elas possam ser erguidas pela 
associação das roldanas? Sabendo que o peso de um objeto é o resultado do 
produto de sua massa pela aceleração da gravidade (g = 10 m/s2), podemos 
definir a força F da seguinte forma: 
Peso do objeto: 
P = m.g → P = 0,2 . 10 = 2N 
Força 𝐹 aplicada na roldana: 
 
F = 
𝑃
2𝑁
 → F = 
2
23
 → F = 
2
8
 →F = 0,25N 
A força de 0,25 N aplicada para erguer o objeto corresponde ao peso 
de um objeto de apenas 25g. 
Chamamos de vantagem mecânica, o número de vezes que o peso do 
objeto será dividido, neste caso, a vantagem mecânica deste sistema é de 8. 
 
 
 
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3.4 Cadernal 
 
O cadernal é um tipo de configuração em que existem várias roldanas 
móveis acopladas ao mesmo número de roldanas fixas. Nesse sistema, a força 
necessária para a elevação de um objeto é determinada pela seguinte 
equação: 
F = 
𝑃
2.𝑁
 
Nessa equação, 𝐹 é a força necessária para a elevação de um objeto 
de peso 𝑃 . O índice N representa o número de roldanas soltas que compõem o 
cadernal. Se um objeto de 200g fosse erguido por meio de um cadernal 
composto por três polias soltas, a força feita corresponderia ao peso de um 
objeto de aproximadamente 33,3g. 
 
Figura 3: Cadernal 
 
3.5 Trabalho Realizado 
 
Pela lei da conservação da energia, se eu quiser deslocar um objeto do 
ponto A por exemplo, para o ponto B, meu trabalho deverá ser o mesmo com 
ou sem a roldana. Como sabemos, o trabalho é igual a força aplicada vezes o 
deslocamento. 
T = F.d 
No caso da associação de roldanas, a força aplicada sobre o conjunto 
de massas será menor, logo, para que a lei da conservação de energia não 
seja violada, teremos que puxar a quantidade de metros de corda referente ao 
 
 
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deslocamento do objeto vezes a vantagem mecânica do meu sistema. 
Por exemplo, se eu tenho aqui uma vantagem mecânica de oito vezes, 
eu terei que puxar cerca de 40 cm de corda para levantar este objeto 5 cm. 
Chegamos ao final de mais uma aula. 
Links de Imagens 
Figura 1: http://www.sobiologia.com.br/figuras/oitava_serie/roldanas.jpg 
Figura 2: http://www.sobiologia.com.br/figuras/oitava_serie/roldanas.jpg 
Figura 3: http://www.sobiologia.com.br/figuras/oitava_serie/roldanas.jpg 
 
Referências Bibliográficas 
[1] GONÇALVES F. A. e TOSCANO, C. Física e realidade. Vol. 1. São Paulo: 
Scipione, 1997. 367 p. 
[2] ALVARENGA. B. Tópicos de Física. Vol1. 16ª Ed. São Paulo: Saraiva. 
[3] Roldanas. Brasil Escola, 2017. Disponìvel 
em:<http://brasilescola.uol.com.br/fisica /roldanas.htm>Acesso em: 08/08/2017.