Máquinas Simples

Uma máquina é considerada simples quando é constituída por uma só peça.

As máquinas simples são dispositivos capazes de alterar forças, ou simplesmente de mudá-las de direção e sentido.

Uma máquina simples é um aparelho que altera uma força que lhe é aplicada e não pode ser decomposta em mecanismos mais simples. Isto é, o esforço despendido é menor do que a carga a superar.

Na máquina simples estão associados três elementos:

FORÇA POTENTE ou POTÊNCIA (P) -Toda força capaz de produzir ou de acelerar o movimento. Produz trabalho motor.

FORÇA RESISTENTE ou RESISTÊNCIA (R) - É toda força capaz de se opor ao movimento. Produz trabalho resistente.

Um elemento de ligação entre potência e resistência, que pode ser um ponto fixo, um eixo ou um plano.

É deste terceiro elemento que surge então os três tipos principais de máquinas simples:

Alavanca

Plano

Eixo

Alavanca

Podemos dizer que a alavanca foi a primeira ferramenta construída pelo homem, pois usando apenas um pedaço comprido de madeira e um ponto de apoio, podemos mover objetos grandes como pedras.

Fazendo uso de apenas um homem, isto é, usando a força de somente uma pessoa.

O princípio da alavancagem foi descoberto por Arquimedes no século III a.C..

Todas as alavancas seguem o mesmo princípio: com uma força P aplicada no braço maior (b) é possível equilibrar uma força maior, R, que esteja na ponta do braço menor (a), já que o produto P x b é igual ao produto R x a (veja esquema).

As alavancas podem ser divididas em três classes:

Interfixas, Inter-resistentes e as Interpotentes.

A alavanca interfixa é quando o ponto apoio (N) está entre a aplicação da força potente (A) e a aplicação da força resistente (B)

A alavanca inter-resistente é quando a aplicação da força resistente (R) está entre a aplicação da força potente (P) e o ponto de apoio (A).

A alavanca interpotente é quando a aplicação da força potente (A) está entre a aplicação da força resistente (B) e o ponto de apoio (O).




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Plano inclinado

O plano inclinado é um exemplo de máquina simples. Como o nome sugere, trata-se de uma superfície plana cujos pontos de início e fim estão a alturas diferentes.

Ao mover um objeto sobre um plano inclinado em vez de movê-lo sobre um plano completamente vertical, o total de força F a ser aplicada é reduzido, ao custo de um aumento na distância pela qual o objeto tem de ser deslocado.

PLANO INCLINADO

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Em qual delas é "mais fácil" carregar o bloco?

Obviamente, na trajetória inclinada, pois no primeiro caso, teremos que realizar uma força que seja maior que o peso do corpo.

Quanto menor for a inclinação, menor será será o declive e maior será a vantagem mecânica; menor será o esforço para arrastar a carga plano acima ... todavia, maior será a distância da carga irá efetuar!

Roldana

Roldana ou polia, trata-se de um disco (madeira, plástico ou de metal), que pode girar em torno de um eixo que passa por seu centro.

No exterior desse disco existe um sulco, denominado gola ou garganta, no qual passa uma corda ou cabo contornando-o parcialmente. O eixo é sustentado por uma peça em forma de U, denominada alça ou chapa, que lhe serve de mancais.

As polias, quanto ao modo de operação, classificam-se em fixas e móveis.

Nas fixas os mancais dos seus eixos (a chapa) permanecem em repouso em relação ao suporte onde foram fixados.

Nas móveis os mancais movimentam-se juntamente com a carga que está a ser deslocada pela máquina.

Polia fixa Polia móvel

Na roldana fixa, numa das extremidades da corda aplica-se a força F (aplicada, potente) e na outra, a resistência R, a carga a ser elevada.

Na polia fixa a vantagem mecânica é nula, a função como máquina simples é apenas a de inverter o sentido da força aplicada, isto é, aplicamos uma força de cima para baixo numa das extremidades da corda e a polia transmite á carga, para levantá-la, uma força de baixo para cima. Isso é vantajoso, porque podemos aproveitar o nosso próprio peso (como um contrapeso) para cumprir a tarefa de levantar um corpo.

Na roldana móvel, uma das extremidades da corda é presa a um suporte fixo e na outra aplica-se a força motriz F - a resistência R é aplicada no eixo da polia (a carga é posta no gancho da chapa).

Associações de polias

A polia móvel raramente é utilizada sozinha dado o inconveniente de ter que 'puxar' o ramo de potência da corda, 'para cima'. Normalmente vem combinada com uma polia fixa.

Em baixo encontra um video explicativo, assim como alguns exemplos.

Propostas de trabalho

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