Cadernal

INTRODUÇÃO

A atividade a seguir detalhará o funcionamento e a comprovação experimental da função do cadernal.

O Cadernal é uma máquina que permite aumentar a vantagem mecânica para elevação de uma carga qualquer. Este sistema consiste da associação de várias polias fixas acopladas em um mesmo eixo associado a um conjunto com várias polias móveis também fixadas a um mesmo eixo. Esta associação também é conhecida por moitão. Este sistema é amplamente utilizado por conferir ao operador uma grande Vantagem Mecânica, pois, a força motriz que o operador deve aplicar ao sistema para elevar uma carga é inversamente proporcional ao numero de polias existentes no sistema, isto significa dizer que quanto mais polias no sistema menor será a força motriz.

OBJETIVOS GERAIS

Identificar o cadernal paralelo como uma máquina simples formada por um conjunto de roldanas fixas paralelas, montadas numa única peça, combinado com igual conjunto de roldanas móveis montadas noutra peça separada.

Concluir que o cadernal modifica o módulo da força motora, podendo também alterar a direção e o sentido desta força.

Determinar a vantagem mecânica da máquina simples denominada cadernal.

MATERIAL UTILIZADO

Conjunto de sustentação com painel Flaco com sistema de roldanas fixas.

1 roldana móvel com gancho;

1 dinamômetro de 5 N;

1 conjunto gancho – lastro com 3 massas acopláveis;

1 cordão de poliamida com gancho;

1 régua centimetrada.

FUNDAMENTOS TEÓRICOS

4.2 Cadernal

Cadernal é uma configuração de várias roldanas móveis e o mesmo número de roldanas fixas. A roldana é uma peça mecânica muito comum a diversas máquinas, utilizada para transferir força e movimento. Uma polia é constituída por uma roda de material rígido, normalmente de metal ou madeira, lisa ou sulcada em sua periferia. Acionada por uma correia,corda ou corrente metálica a polia gira em um eixo, transferindo movimento e energia a outro objeto. Quando associada a outra polia dediâmetro igual ou não, realiza trabalho equivalente ao de uma engrenagem.

O cadernal é formado por roldanas em ferro fundido cinzento e ganchos forjados. O cadernal não é recomendado para uso em trabalhos contínuos, pode ser utilizado com Cabos de aço ou cordas na montagem de um sistema de polia/roldanas para a divisão de cargas. Geralmente é usado em pares com o objetivo de proporcionar perfeita multiplicação de força, podendo ser manuais ou mecânicos.

ANDAMENTO DAS ATIVIDADES

Na balança de travessão, medir a massa total do conjunto gancho + lastro e 8 massas.

A massa total medida é 0,358 kg.

Calcular o peso do conjunto, utilizando o g padrão (9,81 m/s2).

O peso P calculado é 3,509 N.

Descrever como você faria para elevar o conjunto gancho + massas usando um conjunto de roldanas fixas paralelas, um conjunto de roldanas móveis paralelas e 1 cordão.

Fazendo uso do cordão passamos o mesmo pelas 6 roldanas, 3 fixas e 3 moveis e de um lado colocamos o peso e do outro lado colocamos o dinamômetro de 5 N e puxamos pela extremidade do mesmo tendo o cuidado para não esticar a mola acima do limite para não ocorrer deformação permanente.

O trabalho realizado para elevar o objeto de uma certa distância d é exatamente o trabalho realizado pela força peso. Nesta nova posição, o objeto ganha energia potencial. Se for usada uma polia móvel juntamente com outra fixa, a força necessária será a metade, mas o deslocamento da mão será o dobro do deslocamento da massa M. A velocidade de elevação da massa será a metade da obtida no caso anterior. Pode-se associar três, quatro ou mais polias para se obter situações adequadas a algum caso específico. Se a polia tiver um diâmetro pequeno ou grande, isso afetará o torque mas não a força envolvida.

A força peso das massas a serem elevadas é conhecida