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Está escrito nas lendas que um único homem moveu um navio de guerra inteiro, cheio de soldados, usando um sistema de polias. Ao longo da história, polias e alavancas fizeram trabalhos leves de elevação e transporte de objetos. Muitas máquinas e ferramentas modernas continuam a usar os princípios dessas máquinas simples. Guindastes gigantes levantam milhares de toneladas, utilizando os princípios de polias, enquanto as ferramentas simples, tais como carrinhos de mão e alavancas empregam os princípios básicos de alavancagem. Alavancas e polias proporcionam vantagens para os seus utilizadores.
Mecânica
A vantagem mecânica é uma razão que descreve o quanto uma máquina simples multiplica a força que é exercida sobre ela. Alavancas e polias dão vantagem mecânica a seus usuários. As pessoas podem reduzir a quantidade de esforço necessário para levantar e mover as coisas essas máquinas. A vantagem mecânica é expressa por números. Uma vantagem mecânica de dois significa que a máquina dobra o esforço da pessoa. É possível aumentar essa razão em múltiplos de dois. Você pode mudar a vantagem mecânica que as alavancas e polias oferecem mudando a forma como elas são configuradas.
Polias têm rodas, com sulcos e cordas ou cabos, que se encaixam nesses sulcos. Elas podem ser fixas ou móveis, únicas ou múltiplas. Polias móveis e polias múltiplas têm uma vantagem mecânica de dois ou mais, dependendo do número de polias utilizadas.
Alavancas proporcionam uma vantagem mecânica que varia conforme a carga que é colocada sobre elas, de acordo com os comprimentos entre os locais de apoio e de aplicação de força. A vantagem mecânica das alavancas é expressa por uma razão entre o comprimento da alavanca do lado do ponto de aplicação de força, em comparação com o seu comprimento no lado da carga.
Vantagem mecânica ideal
Engenheiros e físicos usam fórmulas para calcular a vantagem mecânica ideal de uma polia ou alavanca. Os resultados de seus cálculos são apenas hipotéticos porque eles não contam com as condições do mundo real, como a temperatura e umidade, variáveis que podem afetar a vantagem mecânica.
Vantagem mecânica real
Fórmulas podem ser utilizadas para expressar a vantagem mecânica real de um sistema de polias ou alavancas. Essas fórmulas levam em conta variáveis como a perda de energia por fricção.
Direção
Polias fixas não dão ao usuário nenhuma vantagem mecânica, mas elas permitem aplicar a força em uma direção diferente da do movimento. Uma pessoa pode usar essa configuração de polia para levantar um peso do chão ao segundo andar de um prédio, mesmo permanecendo no chão.
Quando se utiliza uma alavanca, quanto mais próxima a carga estiver na extremidade, menor será o esforço necessário para mover a carga, na outra extremidade. No entanto, a carga não se movimenta muito na direção desejada. Se você quiser mover a carga mais longe, você precisa de uma extremidade de carga mais comprida. Isto requer mais esforço para mover a carga.
