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Transcrição de Mechanical advantage (part 2)

  • 0:00RKA11E- Bem-vindos de volta.
  • 0:01Parei porque sinto que estava um pouco apressado no final do vídeo anterior.
  • 0:05Mas continuando o nosso assunto,
  • 0:07chegamos à conclusão de que se eu tiver uma alavanca simples como eu tenho aqui,
  • 0:11se eu conheço as distâncias de onde estou aplicando a força até o fulcro, até o ponto de apoio,
  • 0:17e eu sei a distância do ponto de apoio até onde a máquina está aplicando a força, a máquina sendo
  • 0:22alavanca nessa situação, então, finalmente, eu sei a relação entre as duas forças que eu estou aplicando.
  • 0:28A força de entrada portanto, eu não devo chamar isso de força também, eu devo chamar isso de força de entrada.
  • 0:34Enfim, a força de entrada vezes a distância da força de entrada até o fulcro
  • 0:38é igual à força de saída vezes a distância da força de saída até o fulcro.
  • 0:42E isso acabou ficando fora do que fizemos no último vídeo.
  • 0:46A conservação de energia diz que o trabalho de entrada tem que ser igual ao trabalho de saída
  • 0:50e todo o trabalho é uma transferência de energia.
  • 0:53Portanto, a transferência de energia de entrada tem que ser a transferência de energia para fora.
  • 0:58Supondo que não temos atrito e nada de energia é perdido.
  • 1:02E como isso é útil? Bem, poderíamos fazer um monte de problemas iguais a este.
  • 1:07Vamos dizer que eu tenho um objeto de 100N aqui.
  • 1:11100N. E vamos dizer que eu sei, não importa o que eu faça, a força máxima com que eu poderia empurrar...
  • 1:19Bem, deixe-me desenhar isso um pouco diferente. Vamos dizer que seja igual a isso, porque meu objetivo
  • 1:25é erguer o objeto de 100N.
  • 1:27Vamos dizer que eu sei que a força máxima para baixo que eu consigo aplicar é de 10N, certo?
  • 1:33Então, eu quero que a minha força seja multiplicada por 10 para levantar essa força.
  • 1:39Assim, vamos descobrir o que aconteceria.
  • 1:41Minha força de entrada é de 10 e eu quero descobrir a distância.
  • 1:44Vamos dizer que a minha força de entrada é de 10, vamos chamar isso de distância de entrada.
  • 1:50E eu quero que a força de saída seja igual a 100, certo? Vamos chamar isso de distância de saída.
  • 1:57Então, se eu tenho um fulcro aqui,
  • 1:59esta é a distância de entrada, e essa é a distância de saída.
  • 2:03Deixa-me mudar as cores, isso está ficando um pouco monótono.
  • 2:06Essa é a distância de saída daqui até aqui.
  • 2:09Vamos descobrir qual a taxa tem que ser para taxa a distância de entrada para a distância de saída.
  • 2:15Bem, se dividirmos ambos os lados por 10, obtemos a distância de entrada.
  • 2:20Ela tem que ser 10 vezes a distância de saída, certo?
  • 2:23100 dividido por 10.
  • 2:25Então, se a distância do fulcro até o peso, é sei lá, 5 metros, então a distância
  • 2:30onde eu vou aplicando a força até o fulcro, tem que ser 10 vezes isso.
  • 2:35Ela tem que ser 50 metros.
  • 2:36Então, não importa, a taxa desse comprimento a este comprimento tem que ser 10.
  • 2:41E agora o que aconteceria? Se eu projetar essa máquina desse jeito, eu poderia aplicar 10N aqui,
  • 2:48que é a minha força máxima, 10N para baixo, e eu vou levantar um objeto de 100N.
  • 2:53Agora, qual é a compensação? Nada simplesmente aparece do nada.
  • 2:57A compensação é que eu vou ter que empurrar para baixo, uma distância muito maior.
  • 3:01Na verdade, 10 vezes a distância que esse objeto vai se mover para cima.
  • 3:05E mais uma vez, eu sei porque o esforço de entrada tem que ser igual esforço de saída.
  • 3:09Eu não sei se posso através de alguma máquina mágica, e se você realmente conseguisse inventar uma,
  • 3:15você não deveria assistir esse vídeo, você deveria construi-la e tornar-se um trilionário.
  • 3:20Mas uma máquina nunca pode gerar esforço do nada, nem pode gerar energia do nada.
  • 3:25A maioria das máquinas na verdade, perdem energia por atrito ou qualquer outra coisa,
  • 3:30mas nessa situação, se eu estou aplicando 10N de força vezes alguma distância,
  • 3:35qualquer que seja essa quantidade de esforço, o mesmo não pode mudar.
  • 3:40O esforço total, ele tem que descer, se existir algum atrito no sistema. Então vamos resolver outro problema.
  • 3:47E na verdade, todos eles são da mesma fórmula.
  • 3:51E em seguida vou tentar entrar em alguns outros tipos de sistemas simples.
  • 3:55Eu devo usar a ferramenta de linhas.
  • 3:57Vamos inventar isso na hora.
  • 4:05Você poderia criar problemas onde você pode combiná-los mais e mais, e etc, etc.
  • 4:12Usando alguns dos outros conceitos que aprendemos, mas eu não vou me preocupar com isso agora.
  • 4:20Então, vamos dizer que eu vou empurrar para cima aqui.
  • 4:24Bem, não. Deixe-me fazer o que eu quero fazer.
  • 4:26Eu quero empurrar para baixo aqui com uma força de, vamos dizer que essa distância aqui seja de 35 metros.
  • 4:37Essa distância de 5 metros,
  • 4:39e vamos dizer que eu vou empurrar para baixo com a força de 7N, e o que eu quero descobrir é qual é
  • 4:44o peso do objeto que eu consigo levantar aqui. Qual é o peso de um objeto?
  • 4:49Bem, tudo o que temos que fazer é usar a mesma fórmula.
  • 4:51Mas os momentos das forças, e eu sei que eu usei essa expressão uma vez antes, então pode ser que você não
  • 4:57saiba o que é, mas os momentos das forças em ambos os lados do fulcro têm que ser iguais.
  • 5:02Ou o momento de entrada tem que ser o momento de saída.
  • 5:05Então, qual é o momento de novo? Bem, o momento é apenas a força vezes a distância da força até o fulcro.
  • 5:12Então, o momento de entrada é 7N
  • 5:15vezes 35 metros.
  • 5:17Perceba que isso não funciona, porque a distância que esta força está percorrendo não é de 35 metros.
  • 5:23A distância que a força está percorrendo é alguma coisa aqui, mas esses 35 metros
  • 5:28vão ser proporcionais à distância que isso está percorrendo, quando você compara a esse outro lado.
  • 5:34Então, essa quantidade, 7N vezes 35 metros é o momento, e isso vai ser igual ao momento nesse lado,
  • 5:41o momento de saída.
  • 5:43Portanto, isso é igual a 5 metros vezes a força com que eu estou levantando, ou a força de elevação da máquina
  • 5:49vezes a força de saída.
  • 5:51Então podemos descobrir a força apenas dividindo ambos os lados por 5.
  • 5:56Então vamos ver, 35 dividido por 5 é 7, então você tem 7 vezes 7 é igual a força de saída ou 49N.
  • 6:05E você pode observar que, você vê que o comprimento desse lado da alavanca
  • 6:10é 7 vezes o comprimento desse lado da alavanca.
  • 6:13Então, quando você introduz uma força de 7, você produz uma força de 7 vezes isso.
  • 6:19E claro, a fim de promover o bloco 1 metro para cima nessa direção,
  • 6:23você vai ter que empurrar para baixo por 7 metros.
  • 6:26E é aí que sabemos que o esforço de entrada é igual esforço de saída.
  • 6:30Bem, de qualquer maneira, espero não ter te confundido,
  • 6:33que você tenha uma ideia razoável de como as alavancas funcionam.
  • 6:37Nos próximos dois vídeos vou apresentá-lo à outras máquinas. Máquinas simples como uma cunha,
  • 6:43eu sempre tive problema em chamar uma cunha de máquina mas ela é uma, e polias.
  • 6:47Vejo você no próximo vídeo. Até lá!