A Polia Móvel e Sua Vantagem Mecânica

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO – UFMA 
CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E AMBIENTAIS – CCAA 
CURSO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA 
DISCIPLINA: LABORATÓRIO DE FÍSICA 
 
 
RELATÓRIO 
A POLIA MÓVEL E SUA VANTAGEM MECÂNICA 
 
 
 
DOCENTE: 
WASHINGTON DA SILVA SOUSA 
 
DISCENTES: 
KLOWERT POVOAS DOS SANTOS 
LUIZIANE SOUSA DA COSTA 
 
 
 
 
 
CHAPADINHA, 2019 
INTRODUÇÃO 
As roldanas também chamadas de polias, são peças utilizada em diversas 
aplicações, nas máquinas, construção civil, academias, tirolesas, bicicletas entre 
outras, essas roldanas possuem um formato circular que são geralmente acionadas 
por correias ou cabos, os corpos do sistema estão ligados e são formados pela polia 
e o corpo suspenso, onde ela gira em torno do seu próprio eixo e transfere energia 
cinética a outros corpos fazendo que outros corpos se movimentem. 
OBJETIVOS 
• Reconhecer a polia móvel como uma máquina simples. 
• Reconhecer que a polia móvel modifica o valor da força aplicada, podendo, 
também, alterar a sua direção e/ou sentido. 
• Determinar a vantagem mecânica da polia móvel. 
MATERIAL E MÉTODOS 
MATERIAL 
01 tripé universal delta Max, sapatas niveladoras – EQ102.03A; 
01 haste inox de 500 mm com fixador M5 – EQ017Q; 
01 mesa multifuncional – EQ005.09; 
02 massas cilíndrica acoplável de 50,0 ± 0,1 g – EQ009.04; 
02 ganchos curto de 93 mm – EQ009.03C; 
01 polia móvel simples com ganchos – EQ008.10; 
01 fio flexível de 0,80 m com anel e gancho – EQ008.07; 
01 cilindro de Arquimedes – EQ022A; 
MÉTODOS 
• Experimento de roldana fixa: 
Para a realização deste foi utilizado um sistema de sustentação com tripé e 
haste, uma régua milimetrada, um cordão com anel e gancho, um gancho lastro, 
massas acopláveis e um dinamômetro. Com o uso do dinamômetro foi possível 
realizar a força motora necessária com o intuito de deixar o sistema em total 
equilíbrio e dessa forma poder aplicar a relação da vantagem mecânica, na qual é 
aplicada a razão da força motora sobre a força peso. Experimento com o uso da 
roldana móvel: foram utilizados os mesmos materiais do sistema de roldana fixa, 
porém foi adicionado um gancho lastro e uma massa acoplável de 50 gramas. Com 
o valor da força peso e da força motora que foi possível se observar através do 
dinamômetro, foi obtida a relação entre estas duas forças sendo possível determinar 
a vantagem mecânica estática real, onde foi preciso medir a menor distância 
percorrida pela força equilibrante através da escala milimetrada e a menor distancia 
pela força equilibrante realizada para elevar a força peso. 
• Experimento da talha exponencial: 
Para esse sistema, foram utilizadas nove massas acopláveis, três roldanas 
com gancho, três ganchos lastros além de um sistema de sustentação com escala 
milimetrada. Após a montagem da talha, o dinamômetro é puxado e determina-se a 
forca motora. A vantagem mecânica foi determinada pela razão da força peso pela 
força motora. Experimento do cadernal paralelo: para essa montagem, foram 
utilizados uma roldana móvel, um dinamômetro, dois ganchos lastros, um cordão 
com anel, seis massas acopláveis, um sistema de sustentação e uma escala 
milimetrada. É necessário determinar o valor da força peso do conjunto de polias em 
paralelo e que é formado por dois lastros e duas massas acopláveis, e assim é 
possível obter a força motora através da razão entre a força peso e o total de 
roldanas utilizadas. 
RESULTADOS E DISCUSÃO 
De acordo com a análise experimental realizada, foi possível perceber a 
distinção que ocorre com os diversos usos das polias em distintos sistemas. Dessa 
forma, foi possível observar através da tabela subsequente os valores obtidos sobre 
as forças resultantes (FR) e as forças motoras (FM), aplicadas em cada sistema de 
roldana. Tabela 01. Força motora e Força resultante obtida. 
Tabela 01. Força motora e Força resultante obtida 
Número de Roldanas FM (N) FR (N) 
1 1,00 1,00 
2 0,5 1,00 
3 0,22 1,41 
 
Com esses resultados obtidos foi possível calcular a vantagem mecânica 
em cada sistema através da seguinte equação: 
Vm= Vmd = 
FR
FM
 (4) 
• Efetuando o cálculo utilizando a equação (1) para uma polia temos: 
Vm = 
1,00 N
1,00 N
 = 1,00 
• Para o sistema de duas polias utilizando a equação (4): 
Vm = 
1,00 N
0,50 N
 = 2,00 
• Paro o sistema com três polias utilizando a equação (4): 
Vm = 
1,41 N
0,22 N
 = 6,41 
Comparando tais resultados, podemos afirmar que quanto maior o número 
de polias utilizadas em determinado processo, maior será a vantagem mecânica real 
para o sistema realizado, ou seja, a força aplicada será “n” vezes menor dependendo 
do número de polias do sistema que está se analisando. Tendo como exemplo o 
sistema móvel que se utiliza duas polias, nesse caso a força motora utilizada será 
duas vezes menor que a força resultante do sistema. 
Para o cálculo da vantagem mecânica estática ideal da roldana fixa foi 
utilizado a seguinte equação: 
Vmei = 
DM
DR
 (5 ) 
Sendo DM e DR a distância percorrida pela força motriz e força resistente, 
respectivamente. Cálculo para roldana fixa utilizando a equação (5): 
Vmei = 
10,25 cm
10 cm
 = 1,05 
Cálculo para roldana móvel utilizando a equação (5): 
Vmei = 
20 cm
10 𝑐𝑚
 = 2 
Comparando tais resultados, foi comprovado que mesmo aplicando uma 
força que produz um movimento uniforme ao sistema, ocorre uma maior vantagem 
mecânica quando se utiliza um maior número de polias. 
CONCLUSÃO 
No experimento realizado, foi notado que as vantagens mecânicas para as 
massas foram: na vantagem mecânica de roldanas fixa, conforme aumentou a força 
mecânica da roldana fixa ao se combinar uma roldana fixa com roldana(s) móvel(eis) 
teremos uma talha exponencial. Assim a força será reduzida pela metade, quanto 
mais roldanas móveis a força será reduzida pela metade das mesmas. Tendo a 
vantagem mecânica um valor igual a dois, chegamos à conclusão de que o sistema 
era o ideal, pois nesse caso o sistema de polias reduziu o esforço. Tal resultado já 
era esperado, pois a cada polia adicionada no sistema, a força necessária para 
realizar o trabalho é reduzida à metade. Desse modo, vemos a vantagem da 
utilização de mais de uma polia e a comprovação de que apesar do peso a vantagem 
continuará a ser a mesma.