trabalho de fisica (polias)

Prévia do material em texto

FÍSICA EXPERIMENTAL I 
 
 
 
 
 
 
 
 
SISTEMA DE POLIAS 
 
 
 
 
 
Thiago Maia – matr.: 201602133387 
Paulo Fernando – matr.: 201601337221 
José Ricardo Pimentel – matr.: 201601603908 
João Victor Flores – matr.: 201602273383 
Jonatan Machado de Oliveira – matr.: 2016 0169 2528 
Diego Martins Mendes-matr.:201602307318 
 
 
CCE0847-3021 
 Segunda - 17:10h 
 
Prof.: Wallace Robert 
 
 
 
 
 
 
Cabo Frio 
07/11/2016 
 
1. TÍTULO: 
 Sistema de Polias. 
 
2. OBJETIVO: 
 - Colocar em prática dois sistemas de roldanas: fixa e móvel; 
 - Explicar as vantagens mecânicas em roldanas fixas e móveis. 
 
3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA: 
 Polias ou roldanas se enquadram na categoria das “máquinas simples”. Associando-as, 
podemos elaborar diversas configurações que proporcionam vantagens mecânicas e, por isso, 
são de grande utilidade em aplicações práticas. Com elas podemos multiplicar a força de 
dispositivos como motores, solenoides, acionadores de diversos tipos e até nossa força 
muscular. 
Nas polias temos as seguintes forças: 
a) força motora (FM): que corresponde a força que se aplica à máquina. 
b) força resistente (FR): é a força a ser equilibrada ou superada pela força motora, podendo estar 
aplicada em um ponto diferente. 
 Quando se utiliza uma máquina o interesse é fazê-lo de modo que a força motora seja, de 
preferência, menor que a força resistente e com isso, define-se uma grandeza chamada de 
vantagem mecânica (Vm) de uma máquina que é a proporção entre os módulos da força 
resistente e da força motora aplicada. 
Vantagem mecânica (Vm): Exprime a existência ou não da redução de esforço, ou seja: 
1. Vm = 1: não há nem vantagem nem desvantagem mecânica, isto é, não há redução nem 
acréscimo de esforço para equilibrar ou deslocar a força resistente; 
 
2. Vm > 1: que é a situação mais interessante, pois nesse caso a máquina reduz esforço; 
 
 
3. Vm < 1: temos uma desvantagem mecânica, então neste caso não haverá interesse em 
se utilizar ou empregar a máquina. 
 
4. 
Vm < 1 Desvantagem mecânica, neste caso não haverá interesse em se utilizar ou 
empregar a máquina. 
Vm = 1 Não há vantagem nem desvantagem, não há acréscimo nem redução de 
esforço. 
Vm > 1 Situação onde a roldana reduz o esforço. 
5. Vantagem mecânica roldana fixa: Neste sistema de roldanas, vale 1, sua função como 
máquina simples e apenas a de inverter o sentido da força aplicada, isto é, se aplicamos 
uma força de cima para baixo numa das extremidades da corda, a polia transmite à 
carga, para levantá-la, com uma força de baixo para cima. Isso é vantajoso, porque 
podemos aproveitar o nosso próprio peso (ou um contrapeso) para cumprir a tarefa de 
levantar um corpo. Assim sendo para que a carga suba de "1 m" o operador deve puxar 
seu ramo de corda para baixo, de "1 m". 
6. Vantagem mecânica roldana móvel: A polia móvel raramente é utilizada sozinha, dado 
o inconveniente de ter que puxar o ramo de corda da potência para cima. Normalmente 
vem combinada com uma polia fixa. Para tal montagem tem-se F = R/2; VM = 2 e dp = 
2.dr. Assim, para que a carga suba de "1m" o operador deve puxar seu ramo de corda 
para baixo, de "2m". 
 
4.METODOLOGIA: 
 4.1. MATERIAL UTILIZADO 
 -Roldana fixa e móvel; 
 -Suporte para sistemas de roldanas; 
 -Pesos de aço acopláveis; 
 -Cordão com gancho; 
 
 4.2. MONTAGEM 
 De acordo com as instruções do professor, a montagem do experimento foi iniciada 
em laboratório, ao conjunto de sustentação principal aonde já continha uma roldana fixa foi 
passado pelas golas das roldanas o cordão colocando em uma das pontas o gancho e os pesos, 
Tomou-se o cuidado de verificar se as roldanas estavam girando livremente; Determinou-se o 
peso do conjunto roldana móvel (formado pela roldana móvel, gancho e pesos de aço 
acopláveis),Usando uma roldana móvel, uma roldana fixa e um cordão, aplicou-se uma força 
de tração (puxão),na outra extremidade do cordão para elevar a carga (massas acopláveis mais 
roldana móvel).Aonde foi empenhada uma FM(força motora) na posição vertical; Em seguida, 
determinou-se a vantagem mecânica, aonde quanto mais roldanas são adicionadas ao sistema 
menos FM(força motora) é aplicada mesmo sistema 
 
 
4.3. PROCEDIMENTOS 
 Foi montado o sistema (sistema01) de roldana fixa em seguida foi pendurada uma 
massa de aço em uma ponta do fio segura por um gancho, na outra extremidade do fio 
puxamos verticalmente e observamos o deslocamento e a altura por ele percorrido além da 
força exercida para elevar os pesos de aço por uma certa altura como mostra a figura.01, 
abaixo: 
 
 
 
 
Sistema 01(Fig.01) 
 Roldana fixa: É uma máquina simples, cuja 
finalidade é alterar a direção e o sentido de forças 
transmitidas por cordas, sem alterar o módulo das 
mesmas. Esta definição é válida para roldanas ideais, que 
não tem atrito, e cuja massa é desprezível. A influência 
da massa da roldana só é importante em sistemas 
acelerados. 
 
 
 
 
 
No sistema 02, acrescentamos mais uma roldana móvel e repetimos o mesmo procedimento 
que foi feito no sistema 01, como mostra a figura 02 abaixo: 
Sistema 02 (Fig02) 
 
Roldana móvel: Diminuem a intensidade do esforço 
necessário para sustentar os pesos é aplicada 
menos força e facilita o trabalho. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
No sistema 03 foi adicionado mais uma roldana e foi repetido o procedimento feito nos 
sistemas 1 e 2, como mostra a (Fig.03); Em seguida no sistema 04 foi adiciona mais uma 
roldana e foi repetido os mesmos procedimentos dos sistemas 01,02 e 03. Como mostra a 
figura 04 abaixo: 
sistema 03(Fig.03) sistema 04(Fig.04) 
 
 
Com uma roldana móvel, a força necessária para equilibrar a carga é dividida por dois (2¹); 
Com duas roldanas móveis, a força necessária é dividida por quatro (2²); 
Com três, é dividida por oito (2³), e assim sucessivamente. 
 
 
5. CONCLUSÃO 
O grupo observou que quanto mais roldanas no sistema para erguer a massa era 
menor o deslocamento da massa e era necessário a aplicação de menos força ao 
puxar o fio, assim facilitando o trabalho 
 
 
6. BIBLIOGRAFIA 
 Fundamentos de Física Mecânica – Vol. I – 8ª Edição (David Halliday, Robert Resnick, 
Jearl Walker – Editora LTC)