Segundo o texto qual e a diferença entre uma máquina simples e uma complexa

Máquinas simples constituem, numa analogia, um como que "vocabulário básico" do qual se compõem todas as demais máquinas mais complexas.

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Os 3 tipos de máquina simples
Vídeos sobre máquinas simples
Referências

Tábua de máquinas simples, de Cyclopedia de Chambers, 1728.[1]

As máquinas simples são dispositivos que, apesar de sua absoluta simplicidade, trouxeram grandes avanços para a humanidade e se tornaram base para todas as demais máquinas (menos ou mais complexas) criadas ao longo da história pela humanidade.

As máquinas simples são dispositivos capazes de alterar forças, ou simplesmente de mudá-las de direção e sentido.

A ideia de uma máquina simples foi criada pelo filósofo grego Arquimedes, no século III a.C., que estudou as máquinas "Arquimedianas": alavanca, polia, e parafuso.[2][3]Arquimedes também descobriu o princípio da alavancagem.[4] Mais tarde outros filósofos gregos definiram as cinco máquinas clássicas (exceto o plano inclinado) e foram capazes de calcular sua alavancagem.[5] Heron de Alexandria (ca. 10–75 d.C.), em seu trabalho Mecânica lista estes cinco mecanismos que podem colocar uma carga em movimento: alavanca, molinete, polia, cunha e parafuso,[3] e descreve sua fabricação e usos.[6] Porém o conhecimento grego se limitava a máquinas simples, que operavam através do balanço de forças, sem incluir a dinâmica, comparações entre força e distância, ou o conceito de trabalho.

Comumente, o termo "máquina simples" refere-se às seis máquinas simples clássicas, conforme definidas pelos cientistas renascentistas:[7]

Alavanca;
Rosca;
Plano inclinado;
Polia (polia fixa e polia móvel);
Roda e eixo.

A cunha é considerada um caso específico de plano inclinado, da mesma forma que a engrenagem é uma aplicação específica da roda com eixo.

Não se tem segurança científica até o presente, senão conjeturas apenas, para afirmar-se sobre a cronologia do seu aparecimento.

↑ Table of Mechanicks, from Ephraim Chambers (1728) Cyclopaedia, A Useful Dictionary of Arts and Sciences, Vol. 2, London, p.528, Plate 11.
↑ Asimov, Isaac (1988), Understanding Physics, ISBN 0-88029-251-2, New York, New York, USA: Barnes & Noble, p. 88.
↑ a b Chiu, Y. C. (2010), An introduction to the History of Project Management, ISBN 90-5972-437-2, Delft: Eburon Academic Publishers
↑ Ostdiek, Vern; Bord, Donald (2005). Inquiry into Physics. [S.l.]: Thompson Brooks/Cole. p. 123. ISBN 0-534-49168-5. Consultado em 22 de maio de 2008 A referência emprega parâmetros obsoletos |coautor= (ajuda)
↑ Usher, Abbott Payson (1988). A History of Mechanical Inventions. USA: Courier Dover Publications. 98 páginas. ISBN 0-486-25593-X
↑ Strizhak, Viktor; Igor Penkov, Toivo Pappel (2004). «Evolution of design, use, and strength calculations of screw threads and threaded joints». HMM2004 International Symposium on History of Machines and Mechanisms. Kluwer Academic publishers. p. 245. ISBN 1-4020-2203-4. Consultado em 21 de maio de 2008 A referência emprega parâmetros obsoletos |coautor= (ajuda)
↑ Anderson, William Ballantyne (1914). Physics for Technical Students: Mechanics and Heat. New York, USA: McGraw Hill. p. 112–122. Consultado em 11 de maio de 2008

Vídeo sobre máquinas simples- Vídeo explica o funcionamento de alavancas, polias e engrenagens.

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Máquinas simples são dispositivos compostos por poucos elementos. Além disso, são capazes de alterar a magnitude de forças ou mudar seu sentido. A primeira máquina simples foi proposta por Arquimedes de Siracusa, no século III, antes da era Cristã. Veja o que são, exemplos e muito mais sobre esse tema.

Índice do conteúdo:

O que são
Tipos
Videoaulas

As máquinas simples são a base do funcionamento de qualquer outro dispositivo mecânico mais complexo. Apesar da simplicidade, esse tipo de aparato trouxe grandes avanços para a humanidade. Isso aconteceu porque uma máquina simples é capaz de alterar a intensidade de uma força. Além disso, ela também pode mudá-la de direção ou de sentido.

Relacionadas

A concepção de uma máquina simples surgiu a partir dos estudos do grego Arquimedes de Siracusa. Nessa época, foram propostas as máquinas arquimedianas. As quais consistiam em alavancas, polias e parafusos. Atualmente, considera-se três tipos de máquinas simples. Veja quais são elas, a seguir.

Os 3 tipos de máquina simples

Ao longo dos anos, a definição de máquina simples foi mudando. Dessa forma, desde a Grécia antiga até os dias atuais alguns equipamentos passaram a ser considerados e outros deixaram de se enquadrar nessa categoria. Atualmente, são considerados três tipos de máquinas simples.

Alavancas

As alavancas são consideradas multiplicadoras de força. Afinal, com elas é possível aumentar a vantagem mecânica. Por exemplo, soltar um parafuso que estava muito apertado com uma chave ou espremer um limão muito mais rápido usando a alavanca do espremedor. Além disso, dependendo do local de ação da força, a alavanca recebe um nome.

Interfixa: o ponto de apoio fica entre a aplicação da força potente e o ponto da força resistente.
Interpotente: o ponto de aplicação da força potente fica entre o ponto de apoio e a força resistente.
Inter-resistente: a força resistente fica entre o ponto de apoio e a força potente.

Roldanas ou polias

Esse aparato são rodas que servem para direcionar a força por meio de objetos específicos. Ou seja, usando cordas ou fios é possível desviar a trajetória ou levantar certos corpos. Por exemplo, roldanas são usadas para erguer objetos pesados na construção civil e em aparelhos de academia. Veja os tipos de roldanas existentes:

Fixa: deve ficar presa a um lugar fixo. Ela apenas muda a direção da força aplicada. Assim, a força é aplicada é igual à força na outra extremidade da corda.
Móvel: ao associar roldanas fixas com roldanas móveis, a força aplicada se multiplica. Assim, essa associação muda a direção da força e a multiplica.

Como o próprio nome diz, esse sistema é um plano que liga duas alturas diferentes. Como uma rampa. Dessa maneira, o plano inclinado se constitui como uma máquina simples porque a força necessária para elevar um objeto entre dois níveis, por meio do plano, é muito menor do que se o movimento fosse feito na vertical. Os exemplos de plano inclinado podem ser uma rampa de acesso ou uma rampa de carga e descarga.

A combinação desses conceitos físicos pode gerar máquinas mais complexas. Por exemplo, motores de carros, bicicletas e muitas outras.

Vídeos sobre máquinas simples

Além de aprender os tipos e os conceitos por trás dos aparelhos fundamentais da dinâmica, é preciso aprofundar os conhecimentos. Por isso, assista aos vídeos selecionados e veja mais sobre cada tipo de máquina.

O professor Marcelo Boaro explica os cálculos por trás de um plano inclinado sem atrito. Para isso, o docente explica a decomposição da força peso em termos dos senos e cossenos. Além disso, no vídeo, Boaro encontra uma relação matemática para a aceleração no plano inclinado sem atrito. Ao fim da aula, o professor resolve um exercício de aplicação.

Qual a diferença entre roldana fixa e móvel

As roldanas também são conhecidas como polias. Esse tipo de aparelho é responsável por mudar a direção da força aplicada e diminuir a força necessária para erguer um corpo. Para saber mais sobre a diferença entre os tipos de polia, veja o vídeo do canal Chama o Físico.

Alavancas e torque

Conhecer as alavancas e o torque é fundamental para compreender a estática de um corpo extenso. Por isso, o professor Marcelo Boaro conta como calcular o momento de uma força, que também é conhecido como torque. Dessa forma, o docente consegue explicar as diferenças entre os três tipos de alavanca. Ao fim do vídeo, o professor resolve um exercício de aplicação.

Conhecer as máquinas simples é importante no estudo da dinâmica. Afinal, com esses conceitos é possível compreender muito bem o funcionamento de diversos dispositivos que nos cercam. Além disso, é importante conhecer a história por trás desse conteúdo. Por isso, veja mais sobre um dos principais estudiosos desse tema, o grego Arquimedes.

Referências

Física I: Mecânica (2016) – YOUNG, H. D. et al.n
Física: Volume 1 (2008) – HALLIDAY, D. et al.
Curso de Física Básica: Volume 1 (2014) – NUSSENZVEIG, H. D.

Exercícios resolvidos

1. [Uece]

Uma gangorra em um parquinho infantil é ocupada por dois gêmeos idênticos e de mesma massa, Cosmo e Damião. Na brincadeira, enquanto um dos irmãos sobe em um dos acentos do brinquedo, o outro desce no outro acento. O brinquedo pode ser descrito como uma haste rígida, com um acento em cada extremidade, e livre para girar em um plano vertical em torno do ponto central. Considere os torques na haste da gangorra exercidos pelas forças peso de Cosmo (τc) e de Damião (τd), em relação ao ponto central. Na configuração em que Cosmo está na posição mais alta, é correto afirmar que
a) |τc| < |τd|.
b) |τc| = |τd|.
c) |τc| > |τd|.
d) |τc| >- |τd|.

Alternativa correta: B

Como as massas dos irmãos é a mesma e ambos estão à mesma distância do ponto de apoio, o torque de ambos será igual.

2. [IFSP]

No nosso cotidiano, as alavancas são frequentemente utilizadas com o objetivo de facilitar algum trabalho ou para dar alguma vantagem mecânica, multiplicando uma força. Dependendo das posições relativas do ponto fixo ou de apoio de uma alavanca (fulcro) em relação às forças potente e resistente, elas podem ser classificadas em três tipos: interfixas, interpotentes e inter-resistentes. As figuras mostram os três tipos de alavancas.

As situações A, B e C, nessa ordem representam alavancas classificadas como

a) inter-resistente, interpotente e interfixa. b) interpotente, inter-resistente e interfixa. c) interpotente, interfixa e inter-resistente. d) interfixa, inter-resistente e interpotente.

e) interfixa, interpotente e inter-resistente.

Alternativa correta: C

Na situação A a alavanca é interpotente. Na situação B a alavanca é interfixa.

Na situação C a alavanca é inter-resistente.