Vantagem Mecânica

1. INTRODUÇÃO

Newton estabeleceu uma lei básica para a análise geral das causas dos movimentos, relacionando as forças aplicadas a um ponto material de massa m constante e as acelerações que provocam. Sendo FR a soma resultante das forças aplicadas e a a aceleração adquirida, a Segunda Lei de Newton estabelece que a resultante das forças aplicadas a um ponto material é igual ao produto de sua massa pela aceleração adquirida, resultando na equação:

Isso significa que a força resultante produz uma aceleração com mesma direção e mesmo sentido da força resultante e suas intensidades são proporcionais.
As roldanas estão em movimento sob a ação exclusiva de seu peso, que faz com que elas adquiram uma aceleração (aceleração da gravidade). Sendo m a massa do corpo, teremos:

Em um sistema de roldanas em equilíbrio, todo o seu peso é transmitido através de uma tensão na corda. Essa tensão terá seu valor igual ao módulo do peso do objeto pendurado no sistema. Porém o objetivo principal de um sistema de roldanas é fazer com que a força se “decomponha” fazendo com que a força aplicada seja menor que a força transmitida, de modo que definimos a vantagem mecânica do sistema sendo a razão entre tais forças.

Figura 1: Sistema de roldanas.
Utilizando-se de uma roldana móvel, é possível equilibrar o sistema aplicando uma força igual à metade do peso do corpo.

Figura 2: Diagrama de forças.

Percebemos que existem duas componentes de módulo P/2 sustentando o peso P da carga. Quando a corda é puxada para cima, o deslocamento da carga é a metade do deslocamento da ponta da corda. Portanto, podemos concluir que a tração na corda é a metade do peso do corpo. Matematicamente, temos:

Podemos fazer uma generalização desta equação para quando o número de roldanas móveis for aumentado. Sendo assim, quanto mais roldanas móveis conter o sistema, menor