Polias física exercícios resolvidos
Uma polia presa a um suporte mantém dois corpos A e B suspensos e unidos por um fio inextensível (não muda de tamanho) e massa desprezível. Após liberarmos o sistema do repouso, pode-se deduzir alguns resultados. Considerando que o corpo A tem uma massa mA > mB (massa de B), o movimento do corpo A será para baixo.
A figura 2 logo abaixo mostra uma aplicação de polias para reduzir a força necessária para levantar um objeto. Nessa configuração com duas polias, a força de tração T necessária para segurar um objeto de peso P é igual à metade P:
Cada roldana solta reduz a ação da força peso pela metade, de forma que o esforço necessário para elevar um determinado objeto seja menor. A força peso do objeto da figura anterior será dividida ao meio pela ação das polias 2, 3 e 4, portanto, a força necessária para elevar objeto será oito vezes menor que o seu peso.
A partir desse raciocínio, concluímos que a força executada para erguer um determinado objeto por meio de um sistema de polias dependerá do número de roldanas soltas, como demonstrado na seguinte equação:
F: força necessária para que um determinado objeto seja erguido;
P: peso do objeto;
N: número de espiras soltas que compõem o sistema.
Repare que, no exemplo da figura anterior, as três roldanas soltas tornaram a força feita oito vezes menor.
Exemplo:
Ainda tomando como referência a imagem anterior, onde existe uma roldana fixa e três polias soltas, imagine que o objeto erguido possua massa igual a 160 kg. A força necessária para que ele possa ser erguido pela associação das polias corresponderá à força necessária para elevar um objeto de apenas 20 kg! Sabendo que o peso de um objeto é o resultado do produto de sua massa pela aceleração da gravidade (g = 10 m/s2), podemos definir a força F da seguinte forma:
Peso do objeto:
Força F aplicada na roldana:
A força de 200 N aplicada para erguer o objeto corresponde ao peso de um objeto de apenas 20 kg.
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