Máquinas simples – roldanas, plano inclinado, sarilho, macaco de rosca e engrenagens

O que mostra

Uma máquina simples permite que uma força pequena E levante uma carga grande L. A vantagem mecânica VM = L/E compara as forças, e a razão de velocidades RV = dE/dL compara as distâncias percorridas e depende só da geometria. O rendimento é VM/RV, ou seja, o trabalho útil L·dL dividido pelo trabalho fornecido E·dE. O atrito em roldanas, mancais e roscas, e levantar o bloco de roldanas móvel, desperdiçam energia, então o trabalho útil é sempre menor que o fornecido. As cordas são consideradas leves e inextensíveis. As alavancas estão na simulação Alavancas e momento de uma força.

Como usar

Escolha uma aba de máquina, ajuste Massa da carga m e o atrito e clique em Puxar (Girar manivela no macaco e no guincho). Leia o dinamômetro e as duas réguas: cada elevação acrescenta uma linha com L, E, dL, dE, VM, RV e rendimento. Em Roldanas, mude Trechos de corda n e a massa de cada roldana móvel e aumente a carga para ver no gráfico como o rendimento muda.

Parâmetros que você pode mudar

• Máquina Roldanas, Plano inclinado, Sarilho (roda e eixo), Macaco de rosca, Guincho de engrenagens
• Sistema de roldanas Roldana fixa, Roldana móvel, Talha
• Trechos de corda que sustentam a talha 2–6
• Massa da carga 1–100 kg
• Massa de cada roldana móvel 0–2 kg
• Perda por atrito em cada roldana, mancal ou engrenamento 0–15 %
• Ângulo da rampa 5–60 °
• Coeficiente de atrito (rampa, rosca) 0–0,6
• Raio da roda 10–60 cm
• Raio do eixo 2–20 cm
• Passo da rosca 2–12 mm
• Comprimento da manivela 10–60 cm
• Dentes do pinhão 8–40
• Dentes da engrenagem grande 12–96

Perguntas para explorar

1. Por que uma talha tem rendimento maior com uma carga pesada do que com uma leve?
2. Como a razão de velocidades de um plano inclinado muda quando a rampa fica mais íngreme?
3. Por que nenhuma máquina real pode ter rendimento de 100 %?