física aplicada a edificações

A VANTAGEM MECÂNICA DA ROLDANA FIXA

1 Habilidades e competências

Ao termino desta atividade o aluno devera ter

competência para:

• reconhecer que a roldana � xa modi� ca a direção e

o sentido da forca motora.

• determinar as vantagens mecânica Vmer. Vmei

e Vmd da maquina simples denominada roldana

� xa.

2 Material necessário

• Tripé

• Haste principal,

• Sapatas niveladoras,

• Conjunto de mecânica Arete II

01 denamômetro de 2N:

02 massas acopláveis com peso de 50 gf;

01 gancho lastro;

01 cordão com anel e gancho;

01 escala milimetrada.

3 Pré-requisitos

• Noção de grandeza vetorial e reconhecimento da

força como tal;

• Reconhecer como máquina simples qualquer

dispositivo capaz de modi� car a ação de uma força;

• Reconhecer que a roldana � xa é uma máquina

simples.

4 Montagem

Execute a montagem conforme a � gura 1

Havendo necessidade lubri� que a roldana de modo a

girar livremente.

5 Andamento das atividades

A roldana

• A roldana é uma roda com um sulco periférico,

dotada de liberdade de giro em torno de um eixo

que passa pelo seu centro.

A Roldana Fixa

• Chama-se roldana � xa quando o seu eixo estiver

� xado a um suporte de modo a permitir apenas o

movimento de rotação.

5.1 O que você entender por roldana � xa?

_____________________________________________

_____________________________________________

5.2 Cite algum equipamento ou mecanismo onde

você poderia encontrar uma roldana � xa como parte

integrante.

_____________________________________________

_____________________________________________

Física Aplicada para Edi� cações2

5.3 Meça a força resistente Fr (peso do conjunto

formado pelo gancho com duas massas acopláveis).

Fr = 1,14 N

5.4 Com o dinamômetro na posição indicada,

determine o valor da força motora equilibrante FM.

FM = 0,92 N

5.5 Determine a vantagem mecânica estática real

(V mer) da roldana � xa utilizada.

_____________________________________________

A vantagem mecânica estática real V mer é a razão

entre a força resistente FR e a menor força motora

FM que equilibra o sistema.

Vmer = FR / FM

5.6 Meça a distância DM que deve ser percorrida

pela força motriz FM, para elevar a força resistente FR

(carga) de uma distância dR qualquer, utilizando um

sistema de roldana � xa.

_____________________________________________

5.7 Determine a vantagem mecânica estática ideal

Vmei da roldana � xa.

_____________________________________________

A vantagem mecânica estática ideal Vmei é a razão

entre distância dm percorrida pela força motriz e a

distância dR percorrida pela força resistente.

Vmei = dm/dR

Veri� que que na determinação da vantagem mecânica

estática ideal Vmei não se considera nem o atrito nem

o peso da roldana.

5.8 Com o dinamômetro preso na ponta livre do

cordão, levante e abaixe lentamente os pesos ate o

sistema � car equilibrado.

Determine o valor médio da menor forca motriz FM

capaz de imprimir um movimento uniforme ao sistema.

5.9 Calcule a vantagem mecânica dinâmica Vmd da

roldana � xa utilizada.

A vantagem mecânica dinâmica Vmd é a razão entre a

força resistente FR e a menor força motora FM que

produz um movimento uniforme ao sistema.

Vmd = FR / FM’

_____________________________________________

_____________________________________________

5.10 Veri� que a veracidade da sua resposta dependu-

rando na extremidade livre do cordão uma segunda

massa de peso igual a FR.

Está correta a a� rmação “...a roldana � xa é uma máquina

simples porque é capaz de modi� car a direção co

sentido da forca motora...”? Justi � que a sua resposta.

_____________________________________________

_____________________________________________

5.11 No sistema de roldana � xa quantos centímetros

de cordão deve a forca motora Fm puxar para que a

carga se eleve 5 cm?

_____________________________________________

_____________________________________________

Universidade Estadual do Maranhão - UEMA / e-Tec Brasil 3

5.12 Cite um equipamento que utilize uma roldana

� xa.

_____________________________________________

_____________________________________________

6.1 Compare a vantagem mecânica da roldana � xa

com a da roldana móvel.

_____________________________________________

_____________________________________________

Observações Importantes:

Vmer = vantagem mecânica estática real

V mei = vantagem mecânica estática ideal

Vmd = Vantagem mecânica dinâmica

FM’ = menor força motora que produz um

movimento uniforme ao sistema.

A VANTAGEM MECÂNICA DA ROLDANA MÓVEL


Ao término desta atividade o aluno devera ter

competência para:

• reconhecer que a roldana móvel modi� ca o valor

da forca aplicada, podendo, também, alte rar a sua

direção e/ou sentido.

• determinar as vantagens mecânica: Vmer, Vmei e Vmd

da roldana móvel.


01 sistema de sustentação principal com tripé, haste

principal e sapatas niveladoras e conjunto de mecânica

Arete II;

01 escala milimetrada;

01 cordão com anel e gancho;

06 massas acopláveis com pesos de 50 gf.

Aproximadamente 0,5 N cada uma.

3 Pré-requisitos

• Noção de grandeza vetorial e reconhecimento da

forca como tal;

• Conceituar as características de um vetor.

4 Montagem

Execute a montagem prendendo a régua pelo

orifício existente em sua extremidade e � xando a ponta

do � o com anel na posição C (indicada na peca) (Figura 1).

Havendo necessidade lubri� que a roldana de modo a

girar livremente.


FIGURA 1


ROLDANA MÓVEL

Chama-se roldana móvel quando for suspensa por

intermédio de uma corda ou cabo � exível, tendo

liberdade de se mover (girando (rotação), subindo ou

descendo).

5.1 Com o dinamômetro, meça o valor da forca. resis-

tente FR (carga ou peso do conjunto formado pelo

gancho lastro e 2 massas acopláveis).

FR = 1,04 N

5.2 Prenda o dinamômetro na direção A e determine

o valor da forca equilibrante FM

0,48N

5.3 Determine a vantagem mecânica estática real da

roldana � xa utilizada.

_____________________________________________

_____________________________________________

5.4 Com a escala milimetrada, meça a distância d m

percorrida pela força motriz F M, para elevar a carga de

uma distância qualquer d R.

d m = 20cm

d r = 10cm

• Determine a vantagem mecânica estática ideal

da roldana móvel.

_____________________________________________

_____________________________________________

• Observe que na determinação da vantagem

mecânica estática ideal V mei não se considera o

atrito nem o peso da roldana.

5.5 Puxando lentamente o dinamômetro, determine

o valor da menor força motriz F M capaz de imprimir

um movimento uniforme ao sistema.

FM =0,48N

5.6 Calcule a vantagem mecânica dinâmica as roldana

� xa utilizada.

_____________________________________________

_____________________________________________

5.7 Veri� que a veracidade da sua resposta

dependurando uma segunda massa de peso igual a

metade da F R na extremidade livre do cordão.

_____________________________________________

_____________________________________________

5.8 No sistema utilizado, quantos centímetros de

cordão deve a força motriz F M puxar para que a carga

suba 5 cm?

_____________________________________________

_____________________________________________

5.9 Cite um equipamento que utilize em sua

composição uma roldana móvel.

_____________________________________________

_____________________________________________


A VANTAGEM MECÂNICA DA TALHA EXPONENCIAL


Ao término desta atividade o aluno deverá ter

competência para:

• Reconhecer a talha exponencial como uma

máquina simples formada por um conjunto

de roldanas móveis, podendo esta trabalhar

combinada com uma roldana � xa.

Mencionar que a talha exponencial modi� ca o módulo

da força motora. Podendo, também, alterar a direção

e o sentido da força.

DETERMINAR A VANTAGEM MECÂNICA Vm da máquina

simples denominada talha exponencial.




Arete II

03 roldanas móveis com gancho;

01 dinamômetro de 2N;

09 massas acopláveis com peso de 50gf;

03 gancho lastro;

01 escala milimetrada.

3 Pré-requisitos

Conceituar roldanas � xas e móveis;

Conceituar grandeza vetorial e reconhecimento da

força como tal;

Identi� car as características de um vetor;

Reconhecer como máquina simples qualquer

dispositivo capaz de modi� car a ação de uma força.

4 Montagem

Execute a montagem conforme a � gura 1

Havendo necessidade lubri� que as roldanas para girar

livremente.

4.1 Andamento das atividades

A talha exponencial é uma máquina simples formada

por um conjunto de roldanas móveis.

A talha exponencial pode trabalhar combinada com

uma roldana � xa.

Meça o peso do conjunto composto por:


3 roldanas móveis com gancho, um gancho lastro e 8

massas acopláveis.

Anote o valor encontrado como força resistente FR.

FR= 4,32 N

4.2 Monte um sistema de talha exponencial, composto

por duas roldanas � xa e dois cordões.

• Puxe levemente com o dinamômetro a ponta livre

do cordão, segundo a orientação A.

• Não se esqueça de ajustar o zero do dinamômetro.

• Determine o valor da força motora FM indicado

pelo dinamômetro.

FM = 1,02 N

A VANTAGEM MECÂNICA DA TALHA EXPONENCIAL

4.3 Determine a vantagem mecânica da talha

exponencial montada com duas roldanas móveis.

Vantagem mecânica Vm é a razão entre a força

resistente Fg pela força FM.

4.4 Meça agora o peso FR2 do conjunto formado por

três roldanas móveis, um gancho lastro e 8 massas

acopláveis.

FR2 = 4,43 N

4.5 Monte uma talha exponencial conforme a Figura 2.

• Puxe lentamente com o dinamômetro a ponta livre

do cordão, segundo a orientação A.

• Determine o valor da força motora Fm2 indicado

pelo dinamômetro.

Fm2 = 0,54 N

4.6 Calcule a nove vantagem mecânica Vm2 desta

talha exponencial composta por 3 roldanas móveis.

_____________________________________________

Veri� que que cada roldana móvel reduz à metade a FM

que recebe, por este motivo é que denominamos a este

conjunto de talha exponencial.

Para um caso geral podemos a� rmar que: FM = Fg /

2n, onde o expoente n é o número de roldanas móveis

utilizadas na talha exponencial.


4.7 Está correta a a� rmação "Numa talha exponencial

há tantas cordas quanto o número de roldanas móveis"?

Justi� que a sua resposta.

_____________________________________________

_____________________________________________

_____________________________________________

4.8 Veri� que a validade de suas observações utilizando

como FM e Fg os conjuntos de massas acopláveis com

gancho lastro disponíveis.

_____________________________________________

_____________________________________________

A VANTAGEM MECÂNICA DO CADERNAL PARALELO

1. Habilidades e competências

Ao termino desta atividade o aluno deverá ter

competência para:

• reconhecer o cadernal paralelo como uma

máquina simples formado por um conjunto móvel

de roldanas paralelas (montadas numa mesma

peça) combinado com igual conjunto � xo montado

em peça diferente.

• mencionar que o cadernal paralelo modi� ca o

módulo da força motora, podendo, também,

alterar a direção e o sentido desta força.

• determinar a vantagem mecânica Vm da máquina

simples denominada cadernal paralelo.




arete II;

09 massas acopláveis com peso 0,5N (50 gf );

03 ganchos lastro;

01 � o com ganchos;

01 conjunto móvel de polias paralelas com gancho

01 dinamômetro de 2N 9veja instrução 1992.002)

3 Pré-requisitos

• conceituar de roldanas � xas e móveis;

• conceituar grandezas vetoriais e reconhecimento

da força como tal;

• conceituar as características de um vetor;

• reconhecer como máquina simples qualquer

dispositivo capaz de modi� car a ação de uma força.

4 Montagem

4.1 Meça o peso P1 do conjunto móvel de polias

paralelas, uma das forças resistentes que atuarão nesta

atividade.

P1= 0,34N

Execute a montagem conforme a Figura 1 e o detalhe

da Figura 2.



5.1 Meça o peso P2 do conjunto formado por um

gancho lastro e 3 massas acopláveis.

P2 = 1,68 N

• Calcule o valor da forca resistente total FR = (P1+ P2)

FR = 3,02 N

5.2 Execute a montagem do sistema conhecido por

cardenal paralelo.

Puxe lentamente o dinamômetro, segundo a

orientação indicada, determinando o valor da força

motora FM

A juste o zero do dinamômetro na posição em que irá

operar.

FM = 0,52 N

O CADERNAL PARALELO

5.3 Observe que este conjunto especial de polias PARA-

LELAS IGUAUS, DENOMINADO DE CADERNAL PARALELO,

POSSUI UMA PARTE FIXA SUPERIOR, EQUIVALENTE A ME-

TADE DAS POLIAS COM capacidade de girar ao redor de

um eixo considerado � xo e outra metade com capacida-

de de girar ao redor de um eixo móvel.

O cadernal paralelo, aqui utilizado, sustentará a carga

através de seis trechos de corda, logo, teoricamente,

deverá reduzir em seis vezes o valor da FR. Para um

caso geral podemos a� rmar que:

FM = FR / n

Onde n é o número de trechos de corda ou o número

de roldanas utilizadas no cadernal paralelo.

A vantagem mecânica do cadernal paralelo

5.4 Calcule a razão FR / FM, conhecida como vantagem

mecânica do cadernal paralelo (VM).

VM =________


5.5 Avalie a a� rmação

“Num cadernal paralelo há tantas cordas suspendendo

a carga (força resistente) quanto o dobro do número

de roldanas que utiliza”.

____________________________________________

____________________________________________

5.6 Quantos centímetros de cordão a força motora

deve puxar, neste sistema, para que a carga suba 10

cm?

____________________________________________

____________________________________________

5.7 Veri� que a validade de suas observações

utilizando como FM e FR as massas acopláveis q os

ganchos disponíveis.

____________________________________________

____________________________________________

física aplicada a edificações

Documents