POLIAS

Guia de Experiência

1. Título da Experiência: “Polias”.

2. Objetivos da Experiência: verificar as funções de máquinas simples constituídas por polias. Determinar a vantagem mecânica.

3. Resumo da Teoria: As polias são utilizadas para modificar o valor e a direção da força aplicada. A força aplicada, chamada força motriz FM, é transferida para a carga (força resistente FR) através da associação de cabos e roldanas. Através da aplicação da 2a Lei de Newton determina-se teoricamente a relação entre a força motriz FM e a força resistente FR:

Eq. (3.1) , onde n é o nº de polias móveis

Define-se a vantagem mecânica do sistema de duas maneiras:

Vantagem mecânica estática real (Vmer) é definida pela razão entre a força resistente e a força motriz necessária para o equilíbrio estático do sistema FME (sem movimento do sistema), ou seja:

Eq. (3.2)

Vantagem mecânica dinâmica (Vmd) é definida pela razão entre a força resistente e a força motriz necessária para o equilíbrio dinâmico do sistema FMD (com movimento a velocidade constante do sistema):

Eq. (3.3)

Atrito do sistema de polias: Há uma diferença na força motriz quando a carga está subindo FMDS e quando a carga está descendo FMDD. Isto ocorre porque o atrito é sempre contrário ao movimento ou a intenção do movimento. Esta diferença pode ser estimada grosseiramente como o dobro da força de atrito, ou seja:

Eq. (3.4)

4. Instruções para a tomada de dados:

- A equipe deve ter de 4 a 6 alunos.

- A tomada de dados e o relatório serão feitos em equipe.

- Faça as leituras das grandezas, conforme indicado nas tabelas abaixo.

5. Cuidados na Tomada de Dados:

- Lavar bem as suas mãos.

- Não ultrapasse a carga máxima do dinamômetro.

- Avisar imediatamente o professor em caso de avaria de algum instrumento.

6. Materiais e Métodos:

6.1. Material Utilizado: 1 tripé universal com haste e base, 1 painel com 2 polias fixas e 3 cordões com gancho, 3 roldanas móveis com gancho, 1 dinamômetro de 5N, 1 suporte de massor, 1 conjunto de massores de 50g cada, 1 régua de plástico ou 1 trena, 1 balança.

6.2. Faixa de Medição e precisão dos Instrumentos:

instrumento menor leitura maior leitura resolução

Trena ou régua 0 2 N 0,02 N

dinamômetro 0 2 610 g 0,1 g

balança 0 600 mm 1 mm

7. Resultados Obtidos: Faça as duas montagens, conforme as figuras:

7.1 Polia Móvel (figura ao lado):

- Com a balança, meça a massa da carga a ser

levantada: massores e suporte de massor (anote

os valores em kg):

mcarga = ...........0,2564............... kg

- anote a força resistente: é o peso da carga polia móvel

P = m.g (use g = 9,81m/s2):

FR = ..................2,52…............. N

- a partir da eq. 3.1 calcule a força motriz teórica:

FM = ..................1,28............... N

- puxe o dinamômetro para baixo até a máxima

leitura sem que ocorra movimento na carga.

Essa é a força motriz estática (FME). Anote o

valor: FME = .............1,5................... N

- puxe o dinamômetro para baixo, para levantar a carga. Faça este movimento a velocidade constante (e devagar). Durante este movimento meça a força motriz dinâmica na subida da carga (FMDS) com o dinamômetro.

Anote o valor: FMDS = ...............1,8.................... N

- deixe a carga descer, elevando o dinamômetro. Faça este movimento a velocidade constante. Durante este movimento meça a força motriz dinâmica na descida da carga (FMDD). Anote o valor:

FMDD = .................1,3.................. N

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- Faça a anotação da variação do deslocamento da mão e da carga usada:

- Calcule o trabalho realizado ao deslocamento e a força (Fm) aplicada

7.2 Talha Diferencial (figura ao lado):

Siga os seguintes passos:

- Com a balança, meça a massa da carga a ser

levantada: massores e suporte de massor (anote os

valores em kg):

mcarga = ..............0,2564................... kg Talha

Diferencial