Relatório roldanas

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Universidade Estácio de Sá – Campus Macaé
	
	
	Curso: Engenharias
	Disciplina: Física Experimental
	Código: CCE0477
	Turma: 3015
 
	
	
	Professor (a): ROBSON FLORENTINO
	Data de Realização: 28/05/2014
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Nome do Aluno (a): 
	Nº da matrícula: 
VANTAGENS MECÂNICAS EM ROLDANAS
OBJETIVOS:
- Colocar em prática dois sistemas de roldanas: fixa e móvel;
- Explicar as vantagens mecânicas em roldanas fixas e móveis.
INTRODUÇÃO 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.
Por exemplo, é comum ver-se em construções um operário levantar um balde de um andar para outro puxando uma corda que passa por uma polia. A força motora é a força que o operário faz para puxar a corda e a força de resistência é o peso do conjunto (balde e seu conteúdo).
A quantidade de energia que é transferida a um sistema para que o seu estado de repouso ou o módulo de sua velocidade seja alterado é chamado de trabalho. No exemplo do operário que levanta o balde através da corda que passa pela polia, a força motora exercida pelo operário realiza trabalho motor que é o quanto de energia que o operário transfere ao sistema e para a força resistente temos trabalho resistente, pois o peso do balde tem sentido contrário ao movimento.
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.
Aplicações: As roldanas têm sido usadas desde os tempos mais remotos, sempre com a função de ajudar a elevar objetos pesados, como por exemplo:
Nos poços de água, para alterar o sentido da força que puxa o balde;
Na construção civil, para colocar os materiais no topo das obras;
Nos barcos para controlar as velas;
Nos elevadores dos poços das minas, para descer os mineiros e recolher o minério.
Vantagem mecânica (Vm): Exprime a existência ou não da redução de esforço, ou seja:
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;
Vm > 1: que é a situação mais interessante, pois nesse caso a máquina reduz esforço;
Vm < 1: temos uma desvantagem mecânica, então neste caso não haverá interesse em se utilizar ou empregar a máquina.
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.
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".
Roldana móvel: Diminuem a intensidade do esforço necessário para sustentar um corpo, pois parte desse esforço é feito pelo teto, que sustenta o conjunto.
Observe na figura a baixo, como a roldana móvel pode facilitar o trabalho:
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.
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".
MATERIAIS UTILIZADOS:
ROTEIRO DO EXPERIMENTO:
DADOS COLETADOS:
CÁLCULOS:
TABELAS E GRÁFICOS:
	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.
CONCLUSÃO: