Roldanas 10202

        As roldanas, também chamadas de polias, são tipos de rodas utilizados em máquinas para direcionar a força feita sobre determinados objetos por meio de fios, cordas ou cabos, de modo que seja possível desviar a trajetória ou até mesmo levantá-los. Elas são utilizadas na construção civil, na composição de motores, aparelhos de academia etc. Com elas fazendo uma força para baixo ou puxando o cabo é possível levantar um objeto.

Roldana fixa
Ela geralmente é utilizada para erguer objetos pesados, e a força feita para tal tarefa corresponde exatamente ao peso do objeto elevado.



   Na imagem acima, observe que a roldana está presa ao teto. Sua função é apenas proporcionar a elevação do objeto. Caso a caixa tenha peso de 500 N, a força necessária será de 500 N para levantá-la. Mesma força mas é mais cômodo.

Roldanas fixas e móveis

   Existe uma forma de associar roldanas de modo que a força necessária para elevar determinado objeto seja menor que o peso do referido corpo. Na imagem aabaixo, a roldana de número 1 está presa ao teto, por isso, é fixa e capaz de alterar a direção e o sentido de aplicação da força. As roldanas 2, 3 e 4, que são denominadas de móveis, estão acopladas entre si, e o objeto levantado está preso à roldana 4.

Associação de roldanas
    Cada roldana solta reduz a ação da força peso pela metade, de forma que o esforço necessário para elevar um determinado objeto seja menor. A força peso do objeto da figura anterior será dividida ao meio pela ação das polias 2, 3 e 4, portanto, a força necessária para elevar objeto será oito vezes menor que o seu peso.
   A partir desse raciocínio, a força executada para erguer um determinado objeto por meio de um sistema de polias dependerá do número de roldanas soltas, como demonstrado na seguinte equação:


F: força necessária para que um determinado objeto seja erguido;

P: peso do objeto;

N: número de espiras soltas que compõem o sistema.

     Repare que, no exemplo da figura anterior, as três roldanas soltas tornaram a força feita oito vezes menor.
Exemplo:

     Ainda tomando como referência a imagem anterior, onde existe uma roldana fixa e três polias soltas, imagine que o objeto erguido possua massa igual a 160 kg. A força necessária para que ele possa ser erguido pela associação das polias corresponderá à força necessária para elevar um objeto de apenas 20 kg! Sabendo que o peso de um objeto é o resultado do produto de sua massa pela aceleração da gravidade (g = 10 m/s²), podemos definir a força F da seguinte forma:

Peso do objeto:


Força F aplicada na roldana:



    A força de 200 N aplicada para erguer o objeto corresponde ao peso de um objeto de apenas 20 kg

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