Força de Hércules

 

As roldanas são máquinas simples que permitem alterar a direção, sentido ou intensidade de uma força.

Uma roldana fixa altera simplesmente a direção da força mas não a sua intensidade. Assim, ao puxar o cabo, tem que suportar todo o peso da carga.

Um cadernal, por outro lado, tem o mesmo número de roldanas fixas e móveis, o que permite dividir a força e reduzir o peso da carga. Quanto mais roldanas utilizar, menor será o esforço.

No dia a dia

As roldanas são utilizadas desde a antiguidade com inúmeras aplicações. Nas embarcações servem para elevar cargas pesadas, como as velas molhadas. São ainda utilizadas em muitas máquinas modernas, como os automóveis e os aviões.

Cientificamente falando

O funcionamento das roldanas explica-se recorrendo a duas Leis de Newton:

1. Para toda a força exercida num objeto existe uma força de reação com a mesma intensidade e sentido contrário;
2. Num sistema em equilíbrio, a soma de todas as forças tem que ser nula.

No caso do cadernal com duas roldanas, o peso da carga é dividido igualmente pelas duas secções de cabo que saem da roldana móvel. Ao puxar o cabo, está a exercer a força de reação correspondente a apenas metade do peso da carga. É claro que, para você exercer menos força, alguém ou alguma coisa tem que exercer uma força extra: neste caso, é a roldana fixa ou, em última análise, o tecto.

Assim:

Um sistema de 2 roldanas (1+1) reduz o peso da carga para metade (20 kg)

Um sistema de 4 roldanas (2+2) reduz o peso da carga para um quarto (10kg)

Um sistema de 6 roldanas (3+3) reduz o peso da carga para um sexto (6,7kg)