Máquinas Simples - 7ºAno

 

Ciências Naturais – 7ºAnos

Professora: Paula Pessoa


Vamos aprender o conceito de máquinas simples e suas aplicações no cotidiano. 


Máquinas simples, trabalho e energia

Em nosso dia-a-dia, vivemos cercados de máquinas. É muito comum nos depararmos com máquinas de todos os tipos, desde as mais simples até as mais complexas.

Usamos um abridor para abrir latas, cortamos papel com uma tesoura, penduramos quadros em pregos fixados na parede pelos martelos e seguramos as crianças pequenas em carrinhos de bebê.

Somos cada vez mais dependentes de máquinas cada vez mais complexas, como os carros ônibus e os trens que utilizamos para ir a escola, ao local de trabalho etc.

Maquinas simples

Sabemos que as máquinas variam das mais simples as mais complexas. Máquinas complexas são aquelas que utilizam dispositivos eletrônicos em sua composição, como os circuitos integrados. Um exemplo de máquina complexa são os computadores.

Automóveis utilizam também recursos eletrônicos e elétricos, mas seu funcionamento se baseia principalmente em peças se deslocando: puxando, empurrando, girando etc.; enfim, são peças se movendo. Esse tipo de funcionamento, portanto, é do domínio da mecânica.

Toda máquina tem uma ou várias funções. Iremos iniciar o estudo de algumas maquinas que facilitam a atividade humana simplesmente por nos permitir realizar uma tarefa com menor esforço físico. Por exemplo, quando pregamos um prego na parede com um martelo, fazemos um esforço muito menor do que o necessário para pregá-lo usando apenas as mãos, o que certamente nem conseguiríamos.

Denominaremos de máquinas simples às que modificam e transmitem a ação de uma força para realizar algum movimento. Abridor de latas, martelo, tesoura, chave de fenda, alicate, quebra-nozes, carrinho de mão, pinça e cortador de unha são exemplos de máquinas simples.

Maquinas simples são aquelas que modificam e transmitem a ação de uma força para realizar algum movimento.

Alavancas

Imagine a seguinte situação: você precisa levantar um saco cheio de mantimentos.

A massa total do saco é 120 kg. Poucas pessoas conseguem, e geralmente somente aquelas que se preparam para isso. Entretanto, no decorrer da história, as pessoas muitas vezes tiveram que levantar pedras ou objetos, e não contavam com máquinas para auxiliá-las.

Há mais de 22 séculos, um homem chamado Arquimedes (287 – 212 a.C.) encontrou um método extremamente simples para resolver esse problema: ele descobriu as alavancas.



Uma alavanca nada mais é do que uma barra rígida que pode girar em torno de um ponto de apoio.

Em pleno século III a.C. Arquimedes afirmou: “Dê-me uma alavanca que moverei o mundo

Como você poderia, com auxílio de uma alavanca, levantar um saco de 120 kg, fazendo uma força equivalente à que faria para levantar um saco de 20kg de arroz? Em outras palavras, como levantar uma massa com peso seis vezes maior que outra, fazendo a mesma força que faria para levantar essa?

Simples! É só a distância entre o ponto da barra rígida em que você aplica a força e o ponto de apoio (de P a A) ser seis vezes maior do que distância da massa até o ponto de apoio (de A a R).

Vamos denominar:

  • Força resistente – é a força que queremos equilibrar. No exemplo acima, é o peso do saco de mantimentos.
  • Força potente – é a força que sustentará a resistência. No exemplo, é a força que fazemos.

Roldanas e polias

Você já observou pessoalmente, em programas esportivos ou em filmes, que nas academias de ginástica os aparelhos de musculação são cheios de discos rígidos em torno dos quais há um fio, em que estão presas as cargas? Para que servem?

Esses discos são denominados roldanas ou polias. São discos com um canal por meio do qual passa um fio ou corda, em que está presa uma carga.

 

Roldanas fixas

A roldana fixa facilita a realização de um esforço por mudar a direção da força que seria necessária. Nesse caso, como observamos na figura, a força necessária para equilibrar o corpo é igual à força realizada pela pessoa. Entretanto, para levantar a carga, temos que puxar para baixo, o que facilita o trabalho.



Roldanas móveis

As roldanas móveis diminuem a intensidade do esforço necessário para sustentar um corpo, pois parte desse esforço é feito pelo teto, que sustenta o conjunto.

Observe na figura a baixo, como a roldana móvel pode facilitar o trabalho.


  • Com uma roldana móvel, a força necessária para equilibrar a carga é dividida por dois (21).
  • Com duas roldanas móveis, a força necessária é dividida por quatro (22).
  • Com três, é dividida por oito (23), e assim sucessivamente.

Agora já sabemos a razão de haver tantas polias em uma sala de musculação. Elas tornaram viáveis o esforço que queremos realizar, em geral mudando de direção da força necessária para levantar os pesos, a fim de trabalhar a musculatura desejada.

 

O plano inclinado

Imagine que você está carregando um monte de livros e tem de levá-los para uma sala localizada em um andar acima do andar em que está.

Para isso, você poderá optar por utilizar uma de duas rampas. A primeira é bem inclinada, e a outra tem inclinação suave.

Qual rampa você escolheria? Bem, se quisesse fazer menos esforço, provavelmente você não teria dúvidas em escolher a mais suave. Planos inclinados facilitam muito o levantamento de pesos. Quanto menor a inclinação, menor a força.



Cunha e parafusos

As cunhas se formam pela justaposição de dois planos inclinados unidos por suas bases. As lâminas cortantes de instrumentos como facas, machados, utilizam-se de cunhas.
 
São planos inclinados “enrolados” ao redor de um eixo. Procure lembrar alguns usos dos parafusos. Anote. Agora vamos ver se você lembrou de outras coisas além da função de fixar objetos.
Além de manter unidos pedaços de madeira ou metal, os parafusos auxiliam a executar movimentos, como um banco de piano que sobe e desce com auxílio de um parafuso.
 
Também são parafusos as hélices de navios e aviões, bem como no passado muitos instrumentos de moagem eram formados por grandes parafusos. Brocas de perfuração também são grandes parafusos. Olhe um saca-rolhas, por exemplo. Na verdade, ele é um parafuso.



*******


Exercícios de fixação de Máquinas Simples

 

1.   1. Uma haste presa ao centro de uma roda é chamada:

a)       um imã

b)      uma cunha

c)       um top

d)      um eixo

 

2.   2. Onde se aplica o plano inclinado? Cite exemplos.

 

 

 

3.  3.  A vantagem mecânica de uma polia é:

a)       Diâmetro da polia / comprimento da corda

b)      Comprimento da corda de carga / Comprimento da corda de esforço

c)       o número de cordas que suportam a carga

d)      Comprimento da corda de carga

 

4.  4.  São tipos de Máquinas Simples, EXCETO:

a)       Alavanca

b)      Polia

c)       Plano Inclinado

d)      Parafuso

e)      Motor

 

5.  5.  Sobre uma alavanca está INCORRETO

a)       Uma alavanca é uma haste rígida fixada em um ponto.

b)      A alavanca tem um ponto fixo sobre o qual se move.

c)       Ponto fixo é a parte em que a força é aplicada

d)      Carga: É a parte em que o trabalho tem que ser feito.

 

6.   6. Considerando as máquinas simples sobre a polia está ERRADO

a)       Uma polia é uma roda com uma ranhura e uma corda ou uma corrente para se movimentar.

b)      Uma polia é uma haste rígida fixada em um ponto chamado fulcro.

c)       Uma polia também é usada para levantar os motores pesados e encaixá-los nos veículos.

d)      As bandeiras também são içadas em um mastro por uma polia.

 

7.    7. Sobre as máquinas simples assinale a alternativa errada.

 

a)       Um plano inclinado é um declive suave. Ajuda a mover uma carga pesada com menos esforço.

b)      O parafuso é uma máquina simples possui ranhuras cortadas Devido às ranhuras espirais, o parafuso se move facilmente na madeira.

c)       Uma roda e um eixo têm uma roda grande conectada a uma haste pequena.

d)      Quando o eixo é girado, a roda não se move e vice-versa.

 

8.    8. Um exemplo de uma roda e eixo é:

a)       um parafuso

b)      uma maçaneta

c)       motores de carros

d)      Lançadora de foguetes

 

9.   9. Explique resumidamente o funcionamento de uma alavanca e dê cinco exemplos de aplicações de alavancas.

 

 

 

1010.  Dê um exemplo de Ponto de apoio:

 

 

 

Gabarito:

1. D

2.

3. C

4. E

5. C

6. B

7. D

8. B

9.

10.



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