Roldanas

As roldanas, também conhecidas como polias, são máquinas simples utilizadas para facilitar a execução de um trabalho. Na figura podemos ver que elas são constituídas por um disco giratório feito de material rígido, metal ou madeira que gira em torno de um eixo central. A roldana é acionada por uma corda, fio ou corrente metálica, que é colocada sobre seu eixo central, transferindo movimento e energia para um objeto que se deseja levantar.

Tipos de roldanas

As roldanas podem ser classificadas em dois tipos: fixas ou móveis.

Para compreender o que significa cada uma dessas classificações, precisamos conhecer duas importantes definições: a de força potente e a de força resistente. Veja o exemplo:

Uma pessoa deseja puxar água de dentro de um poço e, para isso, ela utiliza um balde em uma roldana. O balde é colocado em uma extremidade da corda que passa pelo centro da roldana, e na outra extremidade é aplicada uma força para puxar o balde cheio de água. A força aplicada para elevar o balde é a força potente, e o peso do balde é a força resistente.

Na roldana fixa, o eixo central é preso a um suporte de tal forma que se estabelece um equilíbrio entre as duas forças. Sendo assim, a força potente e a força resistente são iguais:

P = R

Isso quer dizer que, para levantar um peso de 30 N através de uma roldana fixa, é necessário aplicar sobre ela uma força de 30 N.

Já na roldana móvel o eixo pode ser deslocado com a força resistente. Nesse caso, para que se estabeleça o equilíbrio, a força potente deve ser igual à metade da força resistente:

P = R

2

Dessa forma, para elevar um peso de 20 N, deve-se aplicar na corda uma força de 10N.

Os dois tipos de roldanas ainda podem ser combinados para formar uma única peça, o cadernal ou moitão, conforme a figura a seguir ilustra:

O cadernal é um acoplamento de roldanas

Nesse caso existe uma expressão específica para a condição de equilíbrio:

P = R

2n

*n é o número de roldanas do cadernal

Como exemplo, vamos considerar que se pretende equilibrar um objeto cujo peso é 100 N com um cadernal de quatro roldanas móveis. Para isso, aplicamos a expressão acima e substituímos a força resistente (peso do objeto) e o número de roldanas:

P = R

2n

P = 100

2.4

P = 100

8

P = 12,5 N

Percebemos com esse exemplo que, utilizando o cadernal, podemos exercer uma força oito vezes menor do que o peso do objeto para elevá-lo, o que possibilita a realização do mesmo