Polias mecânica dos sólidos
Por: Lucas Alexandre • 25/7/2019 • Bibliografia • 3.371 Palavras (14 Páginas) • 186 Visualizações
[pic 2]
[pic 3]
[pic 4]
[pic 5]
[pic 6]
[pic 7]
AUTORES
Isabela Cristina André Alexandrino
Karina Akemi Sequia
Lucas Alexandre Dias Conceição
Tainá Maturano Zabaneh
Vitor Santos Oliveira
ORIENTAÇÃO & SUPERVISÃO
Prof. Dr. Frederico A. P. Fernandes
São Bernardo do Campo
Abril de 2017
Sumário
1. Introdução 1
2. Objetivo 2
3. Princípios teóricos 3
3.1 O que é força ? 3
3.2 As leis de Newton 4
4. Polias 7
4.1 Polias móveis 9
5. Como utilizar o equipamento 12
5.1
6. Cuidados com o equipamento 16
7. Fixação e Desenvolvimento de Conceitos 17
8. Exercícios de Vestibular 18
8.1 Respostas 19
Introdução
Polias (ou roldanas) são ferramentas em formato circular, que permitem a transmissão de movimento, geralmente utilizadas para auxiliar o levantamento de uma massa, devido a sua propriedade de alterar a direção da forma e eventualmente a intensidade da mesma, facilitando o processo de elevação de objetos.
Esse tipo de instrumento é geralmente utilizado em construções civis, em velas de embarcações para controlá-las e até mesmo para o levantamento de peso de academias. É um objeto muito útil com diversas aplicações inclusive didáticas, como a exemplificação das leis de Newton.
Ao inserir uma polia em um sistema de massas, as forças aplicadas podem se dividir ou mudar de direção, causando uma alteração significativa em alguns casos. No caso de inserção de polias móveis a um sistema de levantamento de um corpo, a força necessária para levantá-lo será menor à medida que mais polias são implementadas. No entanto, a velocidade de subida do objeto também diminui. Essa lógica será discutida durante do desenvolvimento deste manual.
Objetivo
Um assunto de grande importância no curso de física no ensino médio é a dinâmica, mas em muitos casos é difícil relacionar o conteúdo aprendido com situações reais.
Para tentar quebrar essa barreira foi desenvolvido esse projeto de sistema de polias. O kit tem como objetivo demonstrar, de forma prática, os conceitos teóricos ensinados durante as aulas. Com ele, é possível visualizar não somente o funcionamento das polias em si (como as polias podem mudar o movimento e a intensidade da força), mas também como se dá as aplicações das leis de Newton e das forças abaixo mencionadas na revisão teórica.
Princípios teóricos
Durante suas aulas teóricas de física, foram abordadas as leis de newton, entre elas a segunda, que equaciona a dinâmica. O sistema de roldanas tem por objetivo demonstrar os conceitos discutidos em aula e desenvolver seu pensamento crítico sobre o assunto de modo a auxiliar seu aprendizado e a capacitar a aplicação deste conhecimento posteriormente.
[pic 8]
3.1 O que é força ?
Força é uma grandeza relacionada ao movimento. Ela é capaz de gerar alterações nos movimentos dos objetos e está relacionada com ações como puxar, empurrar etc. Ela é uma grandeza vetorial, ou seja, depende do módulo, direção e sentido.
Durante a utilização deste equipamento serão abordados apenas 3 tipos de força, e são elas:
- PESO: é uma força vertical, gerada pela ação da gravidade. Seu módulo é dado pela fórmula:
[pic 9]
Sendo P = força peso, m = massa do objeto, g = aceleração da gravidade.
- NORMAL: É uma força gerada pelo contato do corpo com outro, componente é sempre perpendicular ao contato. [pic 10]
- TRAÇÃO: É a força aplicada sobre cordas e fios. Veja o exemplo abaixo:
[pic 11]
Na figura (a), temos a representação de uma bola suspensa por uma corda. Na figura (b), temos a representação das forças atuantes sobre o objeto, a força peso (que é representada para baixo) e a força de tração (seta vermelha no sentido para cima)
As leis de Newton
O uso do sistema de roldanas de baseia na segunda Lei de Newton, que equaciona a relação entre as forças aplicadas a um corpo, a massa dele e a aceleração adquirida com a ação das forças.
[pic 12]
A partir disso surge a relação:
[pic 13]
Sendo: F = força resultante (soma de todas as forças aplicadas no corpo); m = massa do corpo; a = aceleração do corpo (variação da velocidade pelo tempo)
[pic 14]
A terceira lei pode ser exemplificada com uma situação muito comum no dia-a-dia. Quando pisamos estamos empurrando o chão (seta vermelha) e reagindo a esta ação, o chão nos empurra para cima (seta azul), desta forma é possível nos mover
[pic 15]
Importante: Neste exemplo, as forças não se anulam porque não estão no mesmo corpo; e não existe força agindo sozinha, sempre estão em pares.
...