Baixe o app para aproveitar ainda mais
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)
Compartilhar