POLIA FIXA
A polia é um instrumento em que uma das funções é alterar a direção de uma força. Na academia temos várias aplicações onde você faz o exercício exercendo força numa direção os pesos do aparelho se movem na vertical, por exemplo. Nossas polias serão ideais, assim terão massa e atrito desprezíveis.
ATENÇÃO: Uma roldana fixa não altera o valor da força de tração, apenas muda a sua direção Na análise de forças teremos os pesos, a normal e as trações no fio que liga os blocos.
Bloco A:
PA = NA (I)FA = T = mA · a (II)
Bloco B:
FB = PB – T = mB · a (III)
Somando as equações (II) e (III), podemos encontrar a aceleração do sistema:
(Figura indisponível nesta versão da aula.)
Exemplo: (IFPE) Considere a máquina de Arwood a seguir, onde a polia e o fio são ideias e não há qualquer atrito. Considerando que as massas de A e B são, respectivamente, 2M e 3M e desprezando a resistência do ar, qual a aceleração do sistema? (Use g = 10 m/s²)
a) 5 m/s²
b) 3 m/s²
c) 2 m/s²
d) 10 m/s²
e) 20 m/s²
Resolução:
Aplicando o Princípio Fundamental da Dinâmica (2ª Lei de Newton):
(Figura indisponível nesta versão da aula.)
POLIA MÓVEL
Se usarmos roldanas móveis, podemos diminuir o valor da força necessária para mover um objeto. Veja a figura abaixo com uma roldana fixa e uma roldana móvel:
Cada roldana móvel reduz a ação da força peso pela metade, de forma que o esforço necessário para elevar um determinado objeto seja menor. Isso pode ser identificado pelo diagrama de forças da figura. A partir desse raciocínio, concluímos que a força executada para erguer um determinado objeto por meio de um sistema de polias dependerá do número (N) de roldanas móveis, como demonstrado na seguinte equação:
(Figura indisponível nesta versão da aula.)
- F: força mínima necessária para que um determinado objeto seja erguido;
- P: peso do objeto;
- N: número de roldanas moveis que compõem o sistema.
Conteúdo publicado originalmente no ProMilitares, que agora faz parte do EuMilitar.