qual a aplicação da física no sistema da polia/roldana?
Soluções para a tarefa
Resposta:
Basicamente as roldanas são dispositivos compostos por uma roda sulcada que gira livremente em um eixo, podendo transferir movimento e energia de um objeto para outro. As roldanas podem ser fixas ou móveis.
As roldanas fixas são presas a um suporte impedindo qualquer translação, não trazendo vantagem mecânica, porém facilitando a realização de um esforço ao puxar ao algum objeto. A facilitação do trabalho vem da ideia de para levantar o peso, como mostrado na figura abaixo, com a roldana, é possível utilizar o nosso próprio peso, sendo que sem a roldana não seria possível.
Já as roldanas móveis possuem seu eixo livre, sendo permitido que eles tanto rotacionem quanto transladem. Por isso, a roldana móvel, como mostrado no desenho abaixo, é capaz de trazer vantagem mecânica, dividindo a força necessária para mantê-la por dois. Ou seja, desprezando o atrito, para cada roldana móvel que colocamos em um sistema, por conservação de energia, a força necessária para levantar um objeto é dividido pela metade. Dizemos então que para cada roldana móvel em um sistema, a vantagem mecânica dobra. A vantagem mecânica exprime a redução do esforço necessário para realizar um trabalho.
Esse foi o conceito utilizado por Arquimedes para fazer a apresentação pro rei Hieron. A roldana é um dispositivo muito utilizado no nosso cotidiano, sendo fundamental em equipamentos de escalada, içamento de velas em barcos, bandeiras, elevadores, varais, guindastes e tantos outros dispositivos. Uma configuração muito utilizada nos dias atuais, de associação de roldanas de uma forma mais compacta é a demonstrada na figura abaixo. Por uma questão de conservação de energia o trabalho realizado pela força motora tem que ser igual ao trabalho da força resistente, como visto nas alavancas. (veja aqui: Link Texto Alavancas) Como consequência, para um sistema com apenas uma roldana móvel, embora seja necessário fazer apenas metade da força relacionada ao peso do bloco, o deslocamento realizado pela força potente terá que ser o dobro da altura de elevação do objeto.