Atividade experimental sobre acoplamento de polias
Atividade experimental sobre acoplamento de polias
Uma atividade experimental sobre acoplamento de polias é uma sugestão para demonstrar como um trabalho pode ser facilitado através desses dispositivos.
Um acoplamento de polias é utilizado para facilitar a execução do trabalho mecânico
As aulas de Física são tidas muitas vezes como complicadas, por isso muitos alunos simplesmente perdem o interesse pela disciplina. O desafio para os professores é criar estratégias para despertar curiosidade nos alunos e motivá-los a estudarem os assuntos trabalhados em sala de aula.
Uma sugestão que pode ser utilizada nesse sentido é a realização de uma atividade experimental sobre acoplamento de polias para mostrar como esses dispositivos podem facilitar a execução de um trabalho.
As polias, que podem ser fixas ou móveis, são máquinas simples constituídas por um disco composto por um material rígido, de madeira ou metal, que pode girar em torno de seu eixo. As polias móveis, ao serem acopladas com outras, permitem o levantamento de um peso muito grande através de uma força pequena. E é isso que a nossa atividade pretende mostrar.
Para a construção de um acoplamento de polias, são necessários os seguintes materiais:
Quatro polias (podem ser usados carretéis de linha);
Barbante;
Dois ganchos;
Uma armação de madeira para servir como apoio para as polias;
Pequenos objetos de massas iguais, como moedas ou bolinhas de gude.
Para montar o experimento, os seguintes procedimentos devem ser seguidos:
Fixar os ganchos na armação de madeira;
Fixar as polias;
Passar o barbante em torno do eixo giratório das polias para acoplá-las, conforme mostra a figura a seguir;
Colocar cinco bolinhas de gude no balde que está apoiado na roldana inferior e, em seguida, colocar também bolinhas no balde que está preso à corda. Observe com os alunos quantas bolinhas de gude são necessárias para elevar as cinco que estão no outro balde.
Esquema de montagem do experimento de acoplamento de polias
Na figura aparecem dois pequenos recipientes semelhantes a baldes, mas podem ser usados copos descartáveis para colocar as bolinhas de gude.
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Com esse experimento, ficará perceptível que no máximo duas bolinhas serão utilizadas, isso quando se considera o atrito entre o barbante e as polias e outros fatores que podem dissipar a força. Dessa forma, fica fácil mostrar aos alunos como é possível economizar força e levantar objetos muito pesados com pouco esforço através do acoplamento de polias.
Para fixar melhor o conteúdo, varie a quantidade de polias, mostrando que, quando se diminui o número de polias, são necessárias mais bolinhas para levantar o mesmo peso.
O experimento permite que seja passada aos alunos apenas uma noção de proporcionalidade. Por isso é importante que, após realizá-lo, seja trabalhada também a equação que é utilizada para calcular essa economia de força observada:
F = P 2n
*n é o número de polias móveis.
Como foram utilizadas três polias móveis e uma fixa no experimento, temos que:
F = P = P 23 8
O que significa que, para levantar um objeto de peso P através de três polias, será necessário aplicar uma força de apenas um oitavo de seu peso. Por exemplo, para levantar um peso de 400 N (40 Kg), será necessária uma força de 50 N (ou 5 Kg).
Uma sugestão de avaliação para essa aula é solicitar aos alunos que pesquisem e deem exemplos de utilizações do acoplamento de polias.
