O que é uma polia?

Uma polia é uma máquina simples que foi projetada nos tempos antigos, mas ainda é a base de muitas máquinas modernas. É essencialmente uma roda através da qual uma corda ou outro cordão é enrolado. Uma extremidade da corda geralmente é ancorada a um peso ou outra carga, e quando a extremidade livre é puxada - geralmente por uma pessoa, mas possivelmente também por uma máquina - a roda muda a direção da força aplicada e torna muito mais simples levante o peso anexado. Esse tipo de ferramenta vem em vários tamanhos e variedades específicas, mas em quase todos os casos o objetivo é o mesmo, ou seja, facilitar o levantamento de objetos pesados ​​e canalizar a energia com mais eficiência.

Componentes básicos

Os engenheiros geralmente falam sobre “máquinas simples” em seis categorias diferentes:planos inclinados, alavancas, parafusos, cunhas, rodas e eixos e polias. Todos são feitos de componentes básicos do dia a dia e todos tornam o trabalho dos humanos mais simples de uma forma ou de outra. As polias geralmente estão mais preocupadas em levantar e mover objetos grandes.

Em sua forma mais básica, esta ferramenta consiste em pouco mais que uma roda com uma ranhura. Uma corda, cinto ou cabo corre dentro da ranhura. Esse mecanismo pode ser usado sozinho ou conectado a outros em um sistema de polias. Quanto maior o número de polias no sistema, menos força será necessária para levantar o objeto.

Tipos de sistema

Existem três tipos básicos de sistema:(1) fixo, com eixo fixo; (2) móvel, com eixo livre; e (3) composto, com combinação de eixos fixos e móveis Eixos móveis e compostos, multiplicando a força, tendem a ser mais eficientes que os sistemas fixos.

As ferramentas de roda e corda também podem ser usadas em combinação com outras ferramentas para fins mais específicos. O chamado “sistema de correia e polia” é um exemplo. Estes tendem a ser sistemas “fechados” nos quais várias rodas ranhuradas são conectadas por uma correia circular conectada e são projetadas para a transmissão e amplificação de energia em vez de potência de elevação reta.

Vantagem de elevação

Um dos maiores benefícios deste tipo de máquina é a capacidade de mover objetos pesados ​​e canalizar a energia de elevação sem exercer muita força. Em geral, quanto mais pesado o objeto, mais força uma pessoa deve exercer para movê-lo. Canalizar essa energia por uma corda e ao redor de uma roda — ou série de rodas, dependendo do peso do objeto &madash; pode tornar o esforço geral, que é comumente conhecido como “vantagem de levantamento”, muito mais eficiente.

Por exemplo, uma pessoa normalmente precisará exercer cerca de 10 libras (4,5 kg) de força para levantar um peso de 10 libras (4,5 kg) e, na maioria dos casos, essa força precisará ser aplicada em um movimento direto para cima. Se o peso estiver preso a uma polia, a pessoa ainda precisará exercer a mesma quantidade de força medida, mas a direção ela precisa ser exercida em mudanças. Uma vez preso ao sistema de corda, a pessoa deve puxar para baixo em vez de levantar para cima . Isso torna o uso mais eficiente do peso corporal e do esforço do indivíduo.

Quanto mais rodas houver em um determinado sistema, mais eficiente será. Se o peso estiver ligado a dois sistemas, por exemplo, a pessoa precisará exercer apenas 5 libras (2,26 kg) de força. Quatro exigirão 2,5 (1,13 kg) libras de força e assim por diante.

Exemplos comuns

Essas ferramentas podem ser encontradas em muitos ambientes modernos. Os elevadores são talvez um dos mais comuns:embora não sejam vistos do lado de fora, grandes sistemas de rodas giratórias e cabos ajudam os carros a subir e descer. Na maioria dos casos, eles são controlados por computadores e são levantados por meios mecânicos em vez de mão de obra, mas a eficiência é a mesma. Muitos motores de automóveis também dependem de sistemas de correias para ajudar a transportar energia do motor para os eixos das rodas e outras peças móveis. Os veleiros costumam usá-los para controlar a tensão nas velas, e também são comuns em guindastes e outras máquinas.