Vantagem mecânica (parte 2)

RKA11E- Bem-vindos de volta. Parei porque sinto que estava um pouco apressado no final do vídeo anterior. Mas continuando o nosso assunto, chegamos à conclusão de que se eu tiver uma alavanca simples como eu tenho aqui, se eu conheço as distâncias de onde estou aplicando a força até o fulcro, até o ponto de apoio, e eu sei a distância do ponto de apoio até onde a máquina está aplicando a força, a máquina sendo alavanca nessa situação, então, finalmente, eu sei a relação entre as duas forças que eu estou aplicando. A força de entrada portanto, eu não devo chamar isso de força também, eu devo chamar isso de força de entrada. Enfim, a força de entrada vezes a distância da força de entrada até o fulcro é igual à força de saída vezes a distância da força de saída até o fulcro. E isso acabou ficando fora do que fizemos no último vídeo. A conservação de energia diz que o trabalho de entrada tem que ser igual ao trabalho de saída e todo o trabalho é uma transferência de energia. Portanto, a transferência de energia de entrada tem que ser a transferência de energia para fora. Supondo que não temos atrito e nada de energia é perdido. E como isso é útil? Bem, poderíamos fazer um monte de problemas iguais a este. Vamos dizer que eu tenho um objeto de 100N aqui. 100N. E vamos dizer que eu sei, não importa o que eu faça, a força máxima com que eu poderia empurrar... Bem, deixe-me desenhar isso um pouco diferente. Vamos dizer que seja igual a isso, porque meu objetivo é erguer o objeto de 100N. Vamos dizer que eu sei que a força máxima para baixo que eu consigo aplicar é de 10N, certo? Então, eu quero que a minha força seja multiplicada por 10 para levantar essa força. Assim, vamos descobrir o que aconteceria. Minha força de entrada é de 10 e eu quero descobrir a distância. Vamos dizer que a minha força de entrada é de 10, vamos chamar isso de distância de entrada. E eu quero que a força de saída seja igual a 100, certo? Vamos chamar isso de distância de saída. Então, se eu tenho um fulcro aqui, esta é a distância de entrada, e essa é a distância de saída. Deixa-me mudar as cores, isso está ficando um pouco monótono. Essa é a distância de saída daqui até aqui. Vamos descobrir qual a taxa tem que ser para taxa a distância de entrada para a distância de saída. Bem, se dividirmos ambos os lados por 10, obtemos a distância de entrada. Ela tem que ser 10 vezes a distância de saída, certo? 100 dividido por 10. Então, se a distância do fulcro até o peso, é sei lá, 5 metros, então a distância onde eu vou aplicando a força até o fulcro, tem que ser 10 vezes isso. Ela tem que ser 50 metros. Então, não importa, a taxa desse comprimento a este comprimento tem que ser 10. E agora o que aconteceria? Se eu projetar essa máquina desse jeito, eu poderia aplicar 10N aqui, que é a minha força máxima, 10N para baixo, e eu vou levantar um objeto de 100N. Agora, qual é a compensação? Nada simplesmente aparece do nada. A compensação é que eu vou ter que empurrar para baixo, uma distância muito maior. Na verdade, 10 vezes a distância que esse objeto vai se mover para cima. E mais uma vez, eu sei porque o esforço de entrada tem que ser igual esforço de saída. Eu não sei se posso através de alguma máquina mágica, e se você realmente conseguisse inventar uma, você não deveria assistir esse vídeo, você deveria construi-la e tornar-se um trilionário. Mas uma máquina nunca pode gerar esforço do nada, nem pode gerar energia do nada. A maioria das máquinas na verdade, perdem energia por atrito ou qualquer outra coisa, mas nessa situação, se eu estou aplicando 10N de força vezes alguma distância, qualquer que seja essa quantidade de esforço, o mesmo não pode mudar. O esforço total, ele tem que descer, se existir algum atrito no sistema. Então vamos resolver outro problema. E na verdade, todos eles são da mesma fórmula. E em seguida vou tentar entrar em alguns outros tipos de sistemas simples. Eu devo usar a ferramenta de linhas. Vamos inventar isso na hora. Você poderia criar problemas onde você pode combiná-los mais e mais, e etc, etc. Usando alguns dos outros conceitos que aprendemos, mas eu não vou me preocupar com isso agora. Então, vamos dizer que eu vou empurrar para cima aqui. Bem, não. Deixe-me fazer o que eu quero fazer. Eu quero empurrar para baixo aqui com uma força de, vamos dizer que essa distância aqui seja de 35 metros. Essa distância de 5 metros, e vamos dizer que eu vou empurrar para baixo com a força de 7N, e o que eu quero descobrir é qual é o peso do objeto que eu consigo levantar aqui. Qual é o peso de um objeto? Bem, tudo o que temos que fazer é usar a mesma fórmula. Mas os momentos das forças, e eu sei que eu usei essa expressão uma vez antes, então pode ser que você não saiba o que é, mas os momentos das forças em ambos os lados do fulcro têm que ser iguais. Ou o momento de entrada tem que ser o momento de saída. Então, qual é o momento de novo? Bem, o momento é apenas a força vezes a distância da força até o fulcro. Então, o momento de entrada é 7N vezes 35 metros. Perceba que isso não funciona, porque a distância que esta força está percorrendo não é de 35 metros. A distância que a força está percorrendo é alguma coisa aqui, mas esses 35 metros vão ser proporcionais à distância que isso está percorrendo, quando você compara a esse outro lado. Então, essa quantidade, 7N vezes 35 metros é o momento, e isso vai ser igual ao momento nesse lado, o momento de saída. Portanto, isso é igual a 5 metros vezes a força com que eu estou levantando, ou a força de elevação da máquina vezes a força de saída. Então podemos descobrir a força apenas dividindo ambos os lados por 5. Então vamos ver, 35 dividido por 5 é 7, então você tem 7 vezes 7 é igual a força de saída ou 49N. E você pode observar que, você vê que o comprimento desse lado da alavanca é 7 vezes o comprimento desse lado da alavanca. Então, quando você introduz uma força de 7, você produz uma força de 7 vezes isso. E claro, a fim de promover o bloco 1 metro para cima nessa direção, você vai ter que empurrar para baixo por 7 metros. E é aí que sabemos que o esforço de entrada é igual esforço de saída. Bem, de qualquer maneira, espero não ter te confundido, que você tenha uma ideia razoável de como as alavancas funcionam. Nos próximos dois vídeos vou apresentá-lo à outras máquinas. Máquinas simples como uma cunha, eu sempre tive problema em chamar uma cunha de máquina mas ela é uma, e polias. Vejo você no próximo vídeo. Até lá!