SISTEMA DE POLIAS Autores: Ana Carolina Panegassi Barezi; Lucas Tadeu Pinheiro; Mariana Neves Ferrarini; Marieli Shievano Granato; Marina Costa Patz 1. Objetivo Demonstrar que é possível fazer com que determinado objeto levante outro com maior peso que o seu, representando um ganho de força. E que isso ocorre devido à utilização de polias de diâmetros diferentes. 2. Você sabia? A roda foi uma invenção de importância extraordinária, pois promoveu uma revolução no campo dos transportes e da comunicação. Com pequenas modificações passou a fazer parte de numerosos mecanismos contribuindo para o progresso da humanidade. Devido ao seu movimento giratório, a roda tornou-se parte das máquinas que auxiliam o homem a levantar pesos, um exemplo disso é o guindaste. No guindaste a roda mudou de aspecto, transformando-se em uma roldana, ou seja, em uma roda estriada de modo que uma corda pudesse correr dela, dando origem à polia. A qual se tornou indispensável para muitas atividades rotineiras que exijam redução da força, facilitando nossa vida. 3. Motivo da escolha O projeto com polias foi escolhido, pois revelou uma grande aplicabilidade e utilidade em diversas situações do dia a dia. Como por exemplo, a de levantar corpos pesados utilizando corpos mais leves. Isso se torna possível, uma vez que alterando o raio da polia pode-se aplicar menor força para se obter o mesmo resultado.
4. Como Construir 4.1. Materiais Cano de PVC (diâmetro de 2 cm e 40cm de comprimento); 2 carretéis de linha (com diâmetros diferentes,de preferência um tendo o dobro do diâmetro do outro); 3 pedaços de madeira para a base (Com dimensões de 45cmx15cm); Parafusos e pregos; Duas buchas de nylon (com diâmetro parecido com o do cano de PVC) 2 chapas de metal (4 cm x 3cm - pode ser de zinco); Barbante ou linha; Bolinhas de gude (todas com o mesmo massa); 2 tampas de spray (para usar como prato de suporte para as bolinhas) 4.2. Construção 1. Pregar verticalmente os dois pedaços de madeira nas extremidades do outro na posição horizontal (figura 1). 2. Fazer um buraco pequeno em cada um dos braços verticais de madeira para o encaixe do eixo de rotação. Colocar a chapa de zinco alinhando-a com o furo da madeira, para diminuir o atrito com o eixo de rotação (figura 2). Figura 1 Os pedaços de madeira formando o suporte do eixo de rotação. Figura 2 Detalhe do furo na madeira com a chapa de zinco.
3. Encaixe as buchas nas extremidades do cano de PVC (figura 3). 4. Fixe em cada carretel um prego para que se possa amarrar um pedaço de barbante (figura 4). Figura 3 Bucha encaixada no cano de PVC. Figura 4 Prego fixo no carretel. 5. Introduzir os carretéis no cano de PVC deixando um espaço entre eles (Figura 5). 6. Amarrar um pedaço de barbante as tampas de spray (prato para carregar as bolinhas) e a outra extremidade será presa ao prego do carretel (figura 6). Figura 5 Carretéis encaixados no cano de PVC. Figura 6 Barbante amarrando o prato ao carretel.
7. Encaixe o eixo de rotação no suporte formando o sistema de polias (figura 7). Figura 7 Sistema de Polias montado. 4.3. O que medir - Realize medidas do diâmetro das polias e calcule o seu raio. - Meça a massa das bolinhas de gude. - Verifique quantas bolinhas são necessárias para equilibrar o sistema. - Qual a relação que se observa entre o diâmetro da polia e o número de bolinhas utilizadas em cada prato? (veja o nosso vídeo) 5. Comentários 5.1. Dificuldades - Encontrar um eixo de rotação livre de atrito para simplificar os cálculos. Solução: colocar uma placa fina de metal (zinco) na madeira em contato com o eixo, diminuindo assim a força atrito. - Fazer com que o eixo de rotação não gire em falso, e sim fique firme dentro do cano de PVC. Solução: colocar uma bucha de naylon nas extremidades do cano.
- Encontrar carretéis que possuam certa proporções e diâmetros. Solução: lixar o carretel uniformemente até obter a proporção desejada (sendo um raio o dobro do outro). 6. Referências [1] http://www2.fc.unesp.br/experimentosdefisica/mec11.htm.