Ambas as polias e alavancas são utilizadas há séculos como meio de realizar tarefas pesadas. Essas máquinas simples utilizam as leis da física para movimentar eficientemente o peso à distância. Eles permitem que uma única pessoa mova pesos que um ser humano seria incapaz de levantar sem a intervenção de tais ferramentas.

Polias com várias rodas

Se você alimentar uma corda por cima de um único polia e levante um peso com ele, você estará puxando a corda a mesma distância que o peso é levantado, e efetivamente levantando o mesmo peso. No entanto, se você prender a corda na parte inferior da estrutura da polia, passar por outra polia e recuar pela primeira, você estará puxando a corda duas vezes a distância que o peso é levantado, mas levantando apenas metade do peso . O resultado prático disso é que você poderia levantar, por exemplo, um peso de 100 libras por 10 pés puxando uma corda de 20 pés com o que parece ser um peso de 50 libras. Este princípio pode ser estendido indefinidamente, adicionando mais polias.

Polias engrenadas

A proporção de peso para a distância também pode ser modificada usando polias com diferentes diâmetros. Este é essencialmente o mesmo princípio que o operação familiar de engrenagens de bicicleta. Quando você gira uma engrenagem com um diâmetro grande que é preso por uma corrente a uma engrenagem com um diâmetro pequeno, a engrenagem menor girará mais rapidamente. Ao prender polias de diâmetros diferentes umas às outras com cordas ou correntes, você pode aumentar muito seu poder de elevação simplesmente puxando a corda ou a corrente por uma distância maior que o peso levantado.

Alavancas

Uma alavanca opera sob o mesmo princípio que uma polia, mas de uma maneira física muito diferente. Se você pegar uma prancha de 3 metros e apoiá-la em um fulcro no seu centro, você pode colocar um peso em uma extremidade e levantá-la pressionando a outra extremidade. A distância que você abaixa uma extremidade será idêntica à distância que a outra extremidade levanta e exigirá a mesma quantidade de peso. Entretanto, se você deslocar o fulcro do centro da prancha - a alavanca - você ganha uma vantagem mecânica. Se o fulcro estiver a um pé de uma extremidade e a nove pés da outra extremidade, você pode levantar um peso muito alto simplesmente baixando a extremidade longa nove vezes mais do que a extremidade mais curta.

O Legado das Polias e Alavancas

As polias e alavancas e a física subjacente a elas são a base de muitas máquinas modernas. Tudo, desde rodas de água a motores de combustão interna, utilizam o princípio de transformar peso em distância.