Alguns cientistas consideram o parafuso e a cunha como tipos especiais de planos inclinados, o que reduz a lista para quatro entradas. Você pode até considerar a polia como um caso especial de roda e eixo e reduzir a lista para três itens. Porém, não importa quantos itens estejam na lista, uma polia se qualifica como uma máquina.

A razão entre a força de saída de uma máquina e a força que você aplica a ela é conhecida como mecânica da máquina "advantage
(MA).", 3, [[Para que uma máquina seja uma máquina, a força de saída deve ser maior que a força de entrada, o que significa que a vantagem mecânica sempre deve ser maior que 1. Quanto maior a vantagem mecânica, menor a força necessária para inserir a máquina para fazê-la. trabalho.
A vantagem mecânica de um sistema de polias

Você pode calcular a vantagem mecânica de um sistema de polias calculando a força necessária para elevar uma carga a uma certa altura sem uma polia (a força de saída, F _{O) e calculando a força necessária para fazê-lo com a polia (a força de entrada F I). A vantagem mecânica é a razão entre a força de saída e a força de entrada: MA \u003d F O /F I. Quanto menor a força de entrada em relação à força de saída, maior a vantagem mecânica.}

Para um sistema de polias simples, o cálculo de sua vantagem mecânica é ridiculamente fácil. Você simplesmente conta o número de cabos que suportam a carga.

Depois de conhecer a vantagem mecânica, você pode calcular a força necessária para levantar um peso conhecido. Força e peso significam a mesma coisa; portanto, calculando a vantagem mecânica, você poderá descobrir a redução de carga da polia.
Para obter uma vantagem mecânica, você precisa puxar mais corda

" Espere ", você diz. "Como você sabe que a vantagem mecânica é igual ao número de cordas?" Para responder a essa pergunta, você precisa saber o que é trabalho e não o tipo de trabalho que faz no seu trabalho das 9 às 5.

No que diz respeito aos físicos, você trabalhe (W) aplicando uma força (F) a uma distância (d). Você calcula o trabalho multiplicando a força pela distância:

W \u003d F • d.

O trabalho está relacionado à energia e, uma vez que uma das leis mais fundamentais da natureza é que a energia é sempre conservado, o trabalho deve ser conservado. Se a força aplicada a um sistema de polias for menor que a força necessária para elevar a carga, algo deverá mudar para tornar a quantidade de trabalho que você faz igual à quantidade de trabalho necessária para elevar a carga.

A quantidade que mudanças é distância. Você aplica menos força para levantar uma carga ao usar um sistema de polias, mas precisa puxar mais corda para elevar a carga a uma altura específica. Se você possui um sistema de polia dupla, é necessário puxar o dobro da corda; em um sistema de polia tripla, é necessário puxar três vezes mais e assim por diante. De fato, para qualquer sistema de polias, você pode calcular a quantidade de corda extra necessária, contando o número de cordas que suportam a carga.
Peso, força e redução de carga da polia

Peso e força não são quantidades diferentes. O peso de um objeto não passa de força exercida pela gravidade; portanto, quando você levanta um objeto, deve exercer uma força igual à força gravitacional. Se você tiver um único sistema de polias, a polia permite que você puxe a corda em vez de subir, o que é definitivamente mais fácil, mas a força que você exerce ainda é igual ao peso da carga que você está levantando.

Se você adicionar uma polia abaixo da primeira, prender o cabo em volta das duas polias e suspender a carga da segunda polia, a carga agora será suportada por duas cordas. A vantagem mecânica deste novo sistema aprimorado de polias é, portanto, 2, e isso significa que você só precisa exercer uma força igual à metade do peso da carga para levantá-la. Suspenda uma terceira polia da primeira, prenda a corda de modo que três cordas suspendam a carga, e a força que você precisa exercer para elevar a carga é de apenas um terço do seu peso.

Você poderia dizer , em geral, que a redução da carga da polia é recíproca do número de cabos que suportam a carga, mas poucos sistemas práticos de polias têm mais de quatro cabos. Consequentemente, a redução máxima de carga da polia que você pode perceber é um quarto do peso da carga. Na realidade, a redução real de carga é um pouco menor do que isso, porque é necessário levar em consideração o atrito nas polias.
Exemplo de calculadora de peso de polia

Suponha que você possa levantar uma pessoa de 200 libras sozinho, mas esse é o limite de suas habilidades de levantamento de peso. Você poderia criar um sistema de polias para levantar um automóvel de 2.000 libras? Provavelmente não porque mesmo um sistema de quatro polias reduziria o peso em apenas um quarto, e isso ainda equivale a 500 libras.

Suponha que você possa montar um par de sistemas de polias e conseguir um amigo, tão forte quanto você, para puxar um deles. Você ainda teria problemas, mas poderá fazê-lo porque cada polia levantaria metade do peso, ou 1.000 libras, e um quarto desse peso é 250 libras. Se você adicionar uma terceira polia e uma terceira pessoa ao trabalho, no entanto, cada pessoa terá apenas que exercer 167 libras de força, o que está bem dentro de sua capacidade, para que esse sistema funcione facilmente.

Uma polia A calculadora de peso não depende de qual peso será levantado primeiro quando a corda for puxada, porque se uma pessoa puxar antes das outras duas, o carro não se moverá. Todas as três pessoas precisam puxar simultaneamente para compartilhar adequadamente a carga e distribuir o peso uniformemente entre as três polias. Quando as três pessoas trabalham simultaneamente, existem 12 cordas apoiando o carro, o que aumenta a vantagem mecânica do sistema de polias 12 e reduz a força líquida necessária para elevar o veículo a 2.000 × 12 \u003d 167 libras.