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    Como funciona um bloqueio e ataque
    Um sistema de polia simples. p Se você já olhou para a extremidade de um guindaste, ou se você já usou um guincho de motor ou um vir-junto, ou se você já olhou para o cordame de um veleiro, então você viu um bloqueio e ataque em ação. Um bloqueio e talha é um arranjo de corda e roldanas que permite que você troque a força pela distância. Nesta edição de Como as coisas funcionam veremos como funciona um bloqueio e ataque, e também examine vários outros dispositivos de multiplicação de força!

    Compreendendo o Bloqueio e o Enfrentamento

    p Imagine que você tem o arranjo de um peso de 100 libras (45,4 kg) suspenso por uma corda, conforme mostrado aqui.

    p Nesta figura, se você pretende suspender o peso no ar, deve aplicar uma força para cima de 45 kg na corda. Se a corda tiver 100 pés (30,5 metros) de comprimento e você quiser levantar o peso até 100 pés, você tem que puxar 30 metros de corda para fazer isso. Isso é simples e óbvio.

    p Agora imagine que você adiciona uma polia à mistura.

    p Isso muda alguma coisa? Na verdade. A única coisa que muda é a direção da força que você deve aplicar para levantar o peso. Você ainda tem que aplicar 100 libras de força para manter o peso suspenso, e você ainda tem que enrolar 30 metros de corda para levantar o peso de 30 metros.

    p A figura a seguir mostra o arranjo após adicionar uma segunda polia:

    p Esse arranjo realmente muda as coisas de uma maneira importante. Você pode ver que o peso agora está suspenso por duas polias em vez de uma. Isso significa que o peso é dividido igualmente entre as duas polias, então cada um detém apenas metade do peso, ou 50 libras (22,7 quilogramas). Isso significa que se você quiser manter o peso suspenso no ar, você só precisa aplicar 50 libras de força (o teto exerce os outros 50 libras de força na outra extremidade da corda). Se você quiser levantar o peso 30 metros mais alto, então você tem que enrolar o dobro da corda de 0 a 200 pés de corda deve ser puxada para dentro. Isso demonstra uma compensação força-distância. A força foi cortada pela metade, mas a distância que a corda deve ser puxada dobrou.

    p O diagrama a seguir adiciona uma terceira e uma quarta polia ao arranjo:

    p Neste diagrama, a polia ligada ao peso consiste, na verdade, em duas polias separadas no mesmo eixo, conforme mostrado à direita. Esse arranjo corta a força pela metade e dobra a distância novamente. Para segurar o peso no ar, você deve aplicar apenas 25 libras de força, mas para levantar o peso 30 metros mais alto no ar, você deve agora enrolar 120 metros de corda.

    p Um bloco e um equipamento podem conter quantas polias você quiser, embora em algum ponto a quantidade de atrito nos eixos da polia comece a se tornar uma fonte significativa de resistência.

    Outras compensações de força / distância

    p Você entra em contato com compensações força / distância em todos os tipos de máquinas simples. Por exemplo, uma alavanca é um exemplo desse fenômeno:

    p Neste diagrama, uma força F está sendo aplicada na extremidade esquerda da alavanca. A extremidade esquerda da alavanca é duas vezes mais longa (2X) que a extremidade direita (X). Portanto, na extremidade direita da alavanca, uma força de 2F está disponível, mas age pela metade da distância (Y) que a extremidade esquerda se move (2Y). Mudar os comprimentos relativos das extremidades esquerda e direita da alavanca muda os multiplicadores.

    p O Gears pode fazer a mesma coisa:

    p Neste diagrama, a engrenagem da esquerda tem o dobro do diâmetro da engrenagem da direita. Para cada volta da marcha à esquerda, a marcha à direita gira duas vezes. Se você aplicar uma certa quantidade de torque à engrenagem da mão esquerda por meio de uma rotação, a engrenagem da direita exercerá a metade do torque, mas girará duas voltas.

    p Outro bom exemplo é um sistema hidráulico simples, como mostrado abaixo:

    p Suponha que você tenha dois cilindros cheios de água com um tubo conectando os dois cilindros, conforme mostrado. Se você aplicar uma força F ao êmbolo esquerdo, ele cria uma pressão no cilindro esquerdo. Digamos que você aplique uma força para baixo de 10 libras no cilindro esquerdo. Digamos também que o raio do cilindro esquerdo seja de 0,57 polegadas. Portanto, a área do pistão esquerdo é Pi * 0,57 * 0,57 =1 polegada quadrada. Se o raio do cilindro direito for 4 vezes maior, ou 2,28 polegadas, então a área do pistão direito é de 16 polegadas quadradas, ou 16 vezes maior. Se você empurrar o pistão esquerdo para baixo com uma força de 10 libras, então, o pistão do lado direito subirá 1 polegada com uma força de 160 libras. Cilindros hidráulicos de todos os tipos aproveitam este simples efeito multiplicador de força todos os dias.

    p Você pode ver que um bloqueio e ataque, Uma alavanca, um trem de engrenagens e um sistema hidráulico fazem a mesma coisa:eles permitem que você amplie uma força diminuindo proporcionalmente a distância através da qual a força ampliada pode atuar. Acontece que esse tipo de multiplicação de força é uma capacidade extremamente útil! Aqui estão alguns dos dispositivos que usam esses princípios simples:

    • Macaco do carro (alavanca ou engrenagem rosqueada)
    • Tesoura para unhas (alavanca)
    • Transmissão de automóvel (engrenagens)
    • Venha (bloquear e atacar, engrenagem)
    • Abridor de lata (engrenagem, alavanca)
    • Crowbar (alavanca)
    • Garra de martelo (alavanca)
    • Abridor de garrafa (alavanca)
    • Freios do carro (hidráulica)
    • Elevador hidráulico de oficina
    • Elevador (bloquear e atacar)
    • Etc ...
    p

    Publicado originalmente em:1º de abril de 2000

    Polia FAQ

    Como funcionam as polias?
    Uma polia é uma roda em um eixo projetada para auxiliar na movimentação de cargas pesadas. Uma polia de uma roda permite que você mude a direção da força que você tem que aplicar para levantar a carga, puxando para baixo para levantar uma carga para cima. De forma similar, uma polia de duas rodas divide o peso igualmente de modo que cada uma segure apenas metade do peso, permitindo que você levante o mesmo peso com metade da força.
    Onde as polias são usadas?
    As polias têm várias aplicações em muitos setores. Exemplos comuns incluem polias de construção, que são usados ​​para levantar e mover materiais pesados; cortinas de teatro e persianas; e muitos equipamentos de ginástica.
    Um guindaste é uma polia?
    Um guindaste é uma máquina que usa polias e cabos para levantar, mover e abaixar materiais pesados. Embora os guindastes usem polias para sua função principal, eles próprios não são polias.

    Muito mais informações

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